DE736004C - Gas cleaner designed as a cyclone for combustion engines - Google Patents
Gas cleaner designed as a cyclone for combustion enginesInfo
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Description
Es hat sich gezeigt, daß bei einem als Zyklon ausgebildeten Gasreiniger für Verbrennungsmotoren . mit tangentialem Gaseinlaß und zentralem Gasauslaß der Abscheidungswirkungsgrad gewöhnlich bedeutend geringer ist, als man errechnet, und sich nicht mit der Umlaufgeschwindigkeit -des Gases in dem Maße erhöht, wie er sich auf Grund der Tatsache, daß die Zentrifugalkraft proportional dem Quadrat der Umlaufgeschwindigkeit zunimmt, erhöhen müßte. .It has been shown that in a gas cleaner designed as a cyclone for internal combustion engines . with tangential gas inlet and central gas outlet the separation efficiency is usually significantly lower than calculated, and does not depend on the orbital velocity of the gas in increases to the extent that it is due to the fact that the centrifugal force is proportional the square of the rotational speed increases, would have to increase. .
Untersuchungen haben erwiesen, daß, wenn gewisse Umlaufgeschwindigkeiten überschrit-' ten werden, ein weiteres Steigern des Ab-Scheidungswirkungsgrades nicht zu erzielen ist und daß zu hohe Umlaufgeschwindigkeiten sogar zu einer Verschlechterung des Abscheidungswirkungsgrades führen. Bei Zentrifvgulabscheidern dagegen, bei denen das das zu behandelnde Medium umschließende Ge- ao bluse sich zusammen mit diesem dreht, so daß'die kleinstmögliche Relativbewegung zwischen dem Medium und dem Gehäuse entsteht, erhält man einen besonders hohen Abscheidungswirkungsgrad. Es sei beispielsweise auf Milchseparatoren, Separatoren .für Schmieröle und 'die Svedbergsche Ultrazentrifuge verwiesen, in denen Partikel von kolloidaler Feinheit aus Medien ausgeschieden werden, deren spezifisches Gewicht nur unbedeutend niedriger als das der Partikel selbst ist. ·Investigations have shown that when certain speeds are exceeded will not achieve a further increase in the separation efficiency and that too high rotational speeds even lead to a deterioration in the separation efficiency to lead. With centrifugal separators on the other hand, in which the Ge ao surrounding the medium to be treated blouse rotates together with this, so that'the smallest possible relative movement between between the medium and the housing, a particularly high separation efficiency is obtained. For example, milk separators, separators for lubricating oils and the Svedberg ultracentrifuge referenced, in which particles of colloidal fineness are excreted from media, the specific weight of which is only insignificant is lower than that of the particle itself. ·
Durch das Fehlen umlaufender Teile sind · aber.Zyklonabscheider besonders einfach und praktisch. Aus diesem. Grunde würde es einen großen technischen Fortschritt bedeuten, wenn man Zyklonabscheider so konstruieren könnte, daß sich ein Abscheidungswirkungsgrad vonDue to the lack of rotating parts, however, cyclone separators are particularly simple and practically. For this. Basically it would be one would mean great technical progress if cyclone separators could be designed in such a way that that a separation efficiency of
nur annähernd der gleichen Größe erhalten ließe, wie ihn die Zentrifugalabscheider mit umlaufendem Gehäuse-haben.could only be obtained approximately the same size as the centrifugal separator with all-round housing.
D,a vermutlich der größte Mangel der bis-" herigen Zyklonabscheider in der durch Reibung und hierdurch entstandene Turbulenz verursachten Wiederaufwirbelung schon ausgeschiedener Teile besteht, seien die D.ruck- und Strömungsverhältnisse in Zyklonen bekannter Bauart an Hand der Fig. ι bis 3 der Zeichnung nachstehend beschrieben.D, a probably the greatest deficiency of the previous cyclone separators in the turbulence caused by friction caused resuscitation of parts that have already been eliminated, let the pressure and flow conditions in cyclones of known design with reference to FIGS Drawing described below.
Der Zyklon nach Fig. 1 hat ein zylindrisches Gehäuse α mit unten geschlossenem, ζ ebenem Boden b. Das zu reinigende Gas wird tangential durch die Leitung c zu- und durch die zentrale Leitung d abgeführt.The cyclone according to Fig. 1 has a cylindrical housing α with a closed bottom, ζ flat bottom b. The gas to be cleaned is fed in tangentially through the line c and discharged through the central line d.
Wie ausderDruckverteilungskurve (Fdg.2) ersichtlich ist, fällt der statische Druck e .vonder Wand nach der Zyklonmitte y zu sehr stark. Die auf die im Zyklon kreisende Gasmasse einwirkende Zentrifugalkraft wirkt dem radialen, gegen die Zyklonmitte gerich-• teten Druckunterschied entgegen, so daß ein Gleichgewicht in radialer Richtung entsteht. Ein Teil der Gasmasse verliert aber durch Reibung an der Gehäusewand und insbesondere am Zyklonboden kinetische Energie und kreist daher langsamer. Dieser Teil der Gasmasse befindet sich infolgedessen in radialer Richtung nicht im Gleichgewicht. Neben der kreisenden Bewegung erhält man somit in der Nähe 'des Bodens b eine radiale, gegen die - Mitte gerichtete Strömung. Eine solche Strömung tritt in der Nähe aller Reibungsflächen mit radialer Ausdehnung auf, also auch in der Nähe der oberen Abschlußwand f, wo ein Teil der Gasmässe in der durch Pfeile angedeuteten Weise durch das Rohr d abfließt. As can be seen from the pressure distribution curve (Fig. 2), the static pressure e. From the wall after the cyclone center y drops too much. The centrifugal force acting on the gas mass circulating in the cyclone counteracts the radial pressure difference directed towards the center of the cyclone, so that an equilibrium arises in the radial direction. However, part of the gas mass loses kinetic energy due to friction on the housing wall and in particular on the bottom of the cyclone and therefore circles more slowly. As a result, this part of the gas mass is not in equilibrium in the radial direction. In addition to the circular motion, a radial flow directed towards the center is thus obtained in the vicinity of the bottom b. Such a flow occurs in the vicinity of all friction surfaces with radial expansion, i.e. also in the vicinity of the upper end wall f, where part of the gas mass flows away through the pipe d in the manner indicated by the arrows.
Es ergeben sich also außer der kreisenden Strömung zwei Strömungen in Richtung zur Zyklonachse. Die untere dieser Strömungen bildet zusammen mit der kreisenden Strömung eine sogenannte Trombe g, die schon bei mäßiger Umlaufgeschwindigkeit" stark genug ist, um sogar relativ große, bereits abgeschiedene Partikel wieder aufzuheben -und durch das Rohr d abzuführen. Die obere Strömung K1 ■ die· teils eine Radialströmung längs der Wand f, teils eine Axialströmung längs des unteren Teiles des Rohres d ist, führt durch dieses einen Teil des feinsten Staubes fort. Die Trombe g· an dem Boden b ist eine der Hauptursachen, daß der Abscheidungswirkungsgrad nicht mit der Umlaufgeschwindig-' kei-t in dem Maße, wie man errechnet, gesteigert, sondern sogar beim Überschreiten gewisser Geschwindigkeiten vermindert wird. Der Gedanke liegt nahe, die Wirkung der Trombe dadurch zu verhindern, daß man den Zyklon sehr tief macht. Eine Verbesserung des Zyklons in dieser Weise ist aber nur innerhalb gewisser Grenzen möglich. Versuche haben nämlich gezeigt, daß man beim Überschreiten einer gewissen Zyklontiefe den Abscheidungswirkungsgrad- nicht verbessern kann, was darauf beruht, daß die Stärke der 'Grenzschicht am Zyklonumfang von oben nach unten zunimmt und- bei einer gewissen ■ Tiefe des Zyklons schließlich so stark wird, daß sie sich von der Wand losgelöst und die entfernter liegenden, schnell strömenden Gasschichten durchbricht. Man erhält also auch bei einem sehr tiefen Zyklon eine Trombe. Hinzu kommt, daß, wenn die Grenzschicht die weiter nach innen zu gelegenen Gasschichten durchbricht, man durch Vermischung von Gasmengen mit verschiedenen Geschwindigkeiten eine starke Turbulenz erhält, die zur Wiederaufwirbelung schon abgeschiedener Teilchen und damit zu einer Herabsetzung des Abscheidungswirkungsgrades führt.In addition to the circular flow, there are two flows in the direction of the cyclone axis. The lower of these flows, together with the circulating flow, forms what is known as a vortex g, which, even at a moderate speed, is "strong enough to pick up even relatively large, already separated particles - and carry them away through the pipe d . The upper flow K 1 ■ die · partly a radial flow along f of the wall, partly an axial flow along the lower part of the tube is d, performs this part of the finest dust away. the Trombe g · b at the bottom is one of the main causes that the separation efficiency is not the Orbital speed is increased to the extent that it is calculated, but is even decreased when certain speeds are exceeded in this way, however, is only possible within certain limits, since experiments have shown that one traverses a certain cyclone The depth of the separation efficiency cannot improve, which is due to the fact that the thickness of the boundary layer at the cyclone circumference increases from top to bottom and at a certain depth of the cyclone finally becomes so strong that it detaches itself from the wall and the more distant ones breaks through rapidly flowing layers of gas. So, even with a very deep cyclone, you get a vortex. In addition, if the boundary layer breaks through the gas layers further inward, a strong turbulence is obtained through the mixing of gas quantities at different speeds, which leads to the re-whirling of already separated particles and thus to a reduction in the separation efficiency.
Ein bekanntes Verfahren, die- Wiederaufwirbelung zu vermindern, besteht darin, den Zyklon mit einem konischen, sich nach unten zu verengenden Gehäuseteil zu versehen, der in einen erweiterten' Staubsammelbehälter übergeht. Eine derartige Ausführungsform 'ist in Fig. 3 gezeigt, die in ungefähr richtigen Proportionen einen modernen Zyklon darstellt. Mit k ist der konische Unterteil und mit I der Staubsammelbehälter bezeichnet. Diese Konstruktion gestattet höhere Gasgeschwindigkeiten als die nach Fig. 1, und zwar deswegen, weil die Umlaufgeschwindigkeit im Behälter I nicht so groß wie im Teil k ist. Versuche haben aber auch gezeigt, daß die Trombe im Behälter I beim Überschreiten gewisser Strömungsgeschwindigkeiten genügend kräftig wird, um schon abgeschiedenen: Staub wieder aufzuwirbeln und in den Teil k zurückzuführen. Außerdem hat die Konstruktion nach Fig. 3- den Nachteil verhältnismäßig großer Höhe·. A known method of reducing resuspension is to provide the cyclone with a conical, downwardly narrowing housing part which merges into an enlarged dust collection container. Such an embodiment is shown in Fig. 3, which shows, in roughly correct proportions, a modern cyclone. The conical lower part is denoted by k and the dust collecting container is denoted by I. This construction permits higher gas velocities than that of FIG. 1, namely because the circulation velocity in the container I is not as great as in the part k . However, tests have also shown that the vortex in container I becomes sufficiently strong when certain flow velocities are exceeded to whirl up dust that has already been separated out and return it to part k. In addition, the construction according to FIG. 3 has the disadvantage of a relatively great height.
Die Erfindung !geht von einem weiterhin bekannten Zyklonreiniger aus, bei dem unterhalb des den tangentialen Gaseinlauf aufweisenden Schleudergehäuses eine Reihe zur Zyklonachse konzentrischer oder im wesentlichen konzentrischer, oben mit dem Schleudergehäuse kommunizierender und von Ringen gebildeter Staubsammelkanäle angeordnet sind, von denen jeder in axialer Richtung eine größere Ausdehnung hat, als seine radiale Breite beträgt. Bei diesem bekannten Zyklonreiniger sind indessen die vorstehend erläuterten Erkenntnisse über die Druck- und Strömungsverhältnisse in einem Zyklon nicht berücksichtigt; denn die Staubsammelkanäle sind unten offen, so daß Trombenbildungen mit ihren schädlichen Wirkungen nicht verhindert werden können.The invention is based on a further known cyclone cleaner, in which below of the centrifugal housing having the tangential gas inlet a row for Cyclone axis concentric or essentially concentric, on top with the centrifugal housing communicating and formed by rings dust collection channels are arranged, each of which in the axial direction has a greater extent than its radial width. With this well-known Cyclone cleaners are, however, the findings explained above about the pressure and Flow conditions in a cyclone not taken into account; because the dust collection channels are open at the bottom, so that the formation of turbulences with their harmful effects cannot be prevented.
Erst die Erfindung beseitigt jede Möglichkeit einer Trombenfoildung, und zwar dadurch, daß die ringförmigen Staubsammelkanäle unten dicht abgeschlossen sind, wobei zwecks ihrer Entleerung die sie bildenden Ringe in einem in an sich bekannter Weise am Schleudergehäuse abnehmbar befestigten Behälter liegen.Only the invention eliminates any possibility of a drum formation, namely by that the annular dust collection channels are sealed at the bottom, with the purpose of emptying them Rings detachably attached to the centrifuge housing in a manner known per se Containers lie.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben _ ίο sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele. Es zeigen:Further features of the invention emerge from the description below some embodiments. Show it:
Fig. 4 und 7 bis 13 Gasreiniger nach der Erfindung bzw. Teile von ihnen im Längsschnitt undFig. 4 and 7 to 13 gas cleaner according to the Invention or parts of them in longitudinal section and
Fig.'5 und 6 dazugehörige Querschnitte nach den Linien V-V bzw. VI-VI der Fig. 4. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 6 besitzt der Gasreiniger einen das Schleuderao gehäuse bildenden, zylindrischen Oberteil 1 mit tangentialem Gaseinlauf 2. Im Gaseinlauf 2 ist eine in nicht gezeigter Weise drehbare Klappe 3 angeordnet, die die Aufgabe hat, unabhängig von der Gasmenge eine möglichst konstante Einströmgeschwindigkeit des Gases in den Gasreiniger aufrerihtzuer-. ».halten. Unten an das Schleudergehäuse 1 schließt sich ein zylindrischer Behälter 4 an, in dem der abgeschiedene Staub gesammelt wird.FIGS. 5 and 6 associated cross-sections along the lines V-V and VI-VI of FIG. 4. In the embodiment according to FIGS. 4 to 6, the gas cleaner has a centrifugal rotor housing-forming, cylindrical upper part 1 with tangential gas inlet 2. In the gas inlet 2 is a not shown rotatable flap 3 is arranged that the task has an inflow velocity that is as constant as possible, regardless of the amount of gas of the gas in the gas cleaner. ".keep. At the bottom of the centrifuge housing 1 adjoins a cylindrical container 4 in which the separated dust is collected will.
Innerhalb des Staubsammelbehälters 4 sind eine Reihe zur Zyklonachse -konzentrischer Ringe in Form von Zylindern 5 angeordnet, .zwischen denen sich die Staübsammelkanäle 6 befinden. Die Zylinder 5 schließen sich unten dicht an den Boden des Behälters 4 an; oben sind die Kanäle 6 offen. Die Höhe der Zylinder nimmt von außen nach innen derart ab, daß eine durch ihre oberen Ränder gelegt 40" gedachte Fläche einen Konus bildet, und die Kanalbreite in radialer Richtung ist im Verhältnis zur Kanalhöhe so gewählt, Maß eine Wiederaufwirbelung'des in die Kanäle hineingefallenen Staubes , nicht möglich ist. Zweckmäßig ist die Kanalhöhe zehnmal so groß wie die Kanalbreite; auf keinen Fall soll sie unter der fünffachen Kanalbreite· - liegen.Inside the dust collector 4 there are a series of concentric to the cyclone axis Rings arranged in the form of cylinders 5, between which the dust collecting ducts 6 are located. The cylinders 5 adjoin the bottom of the container 4 tightly at the bottom; above channels 6 are open. The height of the cylinders decreases from the outside to the inside in such a way that that an imaginary surface laid through its upper edges 40 "forms a cone, and the The channel width in the radial direction is selected in relation to the channel height, dimension one Revitalization of what has fallen into the canals Dust is not possible. The channel height is expediently ten times that large as the channel width; Under no circumstances should it be less than five times the channel width - lie.
Mit Hilfe der unten dicht geschlossenen Staübsammelkanäle 6 wird eine Trombenbildung im Behälter 4 verhindert. Eine Wiederaufwirbelung durch Turbulenz wird dadurch unmöglich gemacht, daß die Kanal-"' breite klein gehalten ist. Vorteilhafterweise wählt man die Breite so klein, daß die Strömung im Kanal laminar wird, oder je-" denfalls so, daß die Turbulenz kräftig gedämpft wird. Hierbei ist folgendes zu beachten: ■ ' Nach Reynolds geht eine turbulente Strömung in einem Rohr in eine laminare _ über, wenn das Produkt aus Strömungsgeschwindigkeit und Rohrdurchmesser dividiert durch die kinematische Viscosität des Mediums den Wert 2300 unterschreitet (Reynoldsche Zahl). Für Kanäle mit anderer Querschnittsf orm ist anstatt des Durchmessers der hydraulische Halbmesser multipliziert mit vier einzusetzen. Der angegebeneWert23oo ist ein unterer Grenzwert, unterhalb dessen die Strömung in einem glatten Kanal laminar wird, auch wenn sie beim Eintritt in den Kanal turbulent gewesen ist. Ist die Strömung von Anfang an laminar, so kann, wenn der Kanal glatt ist, der laminare Zustand bis zu Werten von 50000 beibehalten werden.With the help of the dust collecting channels 6, which are tightly closed at the bottom, a vortex is formed in the container 4 prevented. A re-whirling through turbulence is thereby made impossible that the channel width is kept small. Advantageously one chooses the width so small that the flow in the channel becomes laminar, or each- " at least in such a way that the turbulence is strongly dampened. Please note the following: ■ 'According to Reynolds, a turbulent flow in a pipe changes into a laminar _ about if the product of flow velocity and pipe diameter divided by the kinematic viscosity of the Medium falls below the value 2300 (Reynolds number). For ducts with a different cross-sectional shape, instead of the diameter insert the hydraulic radius multiplied by four. The specified value 23oo is a lower limit below which the flow in a smooth channel is laminar even if it was turbulent when entering the canal. Is the current Laminar from the start, so if the canal is smooth, the laminar state can go up to Values of 50000 are retained.
Da es auch bei bester Formgebung des Gaseinlaufes in den Zyklon schwierig sein dürfte, eine ganz wirbelfreie Strömung zu erhalten, sollte die Reynoldssche Zahl für die Strömung in den ringförmigen Kanälen 6 auf alle Fälle unter dem Wert 50 000 liegen. Dies bedeutet, daß, je größer die Strömungsge-' schwindigkeit ist, um so kleiner der Abstand zwischen den konzentrischen Zylindern 5 sein muß. Damit eine störende Turbulenz mit Sicherheit .nicht auftritt, soll die Reynoldssche Zahl in den Kanälen 6 25000 nicht überschreiten. Mit einem Versuchsapparat, der derart dimensioniert war, daß die Reynoldssche Zahl unter dem Wert 10 000 bis 15000 blieb, sind sehr gute Abscheidungs- -wirkungsgrade erhalten worden.Since it can be difficult even with the best shape of the gas inlet in the cyclone should obtain a completely eddy-free flow, the Reynolds number should be for the Flow in the annular channels 6 are in any case below the value 50,000. this means that the greater the flow velocity, the smaller the distance must be 5 between the concentric cylinders. So that a disturbing turbulence with If there is no certainty, the Reynolds number in channels 6 should not be 25000 exceed. With an experimental apparatus which was dimensioned in such a way that the Reynoldssche Number remained below the value 10,000 to 15,000, are very good deposition -efficiencies have been obtained.
Da es schwierig sein dürfte, den Wert der , Reynoldsschen Zahl in den Kanälen 6 festzustellen, seien statt dessen die geeignetsten Werte für den hydraulischen Halbmesser, der , natürlich für einen Kanalquerschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung errechnet wird, genannt. Bei den üblichen Gasgeschwindigkeiten, die für den praktischen Betrieb mit Rücksicht auf den Widerstand im Zyklon erlaubt sind, soll der hydraulische Halbmesser der Kanäle 62 cm nicht überschreiten. Wenn verhältnismäßig hohe Widerstände und Geschwindigkeiten zugelassen -werden,' wählt man zweckmäßig den hydraulischen Halbmesser kleiner als ι cm. Ist außerdem der abzuscheidende Staub sehr fein, so soll der hydraulische Halbmesser vorzugsweise nicht no größer als 0,5 cm sein, um die Wiederauf wirbelung des schon abgeschiedenen Staubes zu verhindern. Sieht man bei der Berechnung des hydraulischen Halbmessers von der im Verhältnis zur- Kanalhöhe kleinen Kanalbreite ab, so entspricht einem hydraulischen Halbmesser von 2 bzw. 1 bzw. 0,5 ein Abs'tand zwischen den konzentrischen Zylindern 5 von 4 bzw. 2 bzw. 1 cm Masse, die sich auf verhältnismäßig kleine Zyklone beziehen.Since it is likely to be difficult to determine the value of the Reynolds number in the channels 6 , the most suitable values for the hydraulic radius, which of course is calculated for a channel cross-section perpendicular to the direction of flow, are mentioned instead. At the usual gas velocities, which are permitted for practical operation with regard to the resistance in the cyclone, the hydraulic radius of the channels should not exceed 62 cm. If relatively high resistances and speeds are permitted, the hydraulic radius smaller than ι cm is expediently chosen. In addition, if the dust to be separated is very fine, the hydraulic radius should preferably not be greater than 0.5 cm in order to prevent the dust that has already been separated from being swirled up again. If one disregards the channel width, which is small in relation to the channel height, when calculating the hydraulic radius, a hydraulic radius of 2 or 1 or 0.5 corresponds to a distance between the concentric cylinders 5 of 4 or 2 or 1 cm mass, which refer to relatively small cyclones.
An Stelle dieser Werte kann man für die Wahl· des Abstandes zwischen den Zylindern 5Instead of these values, you can choose the distance between the cylinders 5
Prozentwerte 'des Mitteldurchmessers - der Ringräume angeben. Als Beispiel eines derartigen Wertes sei angeführt, daß bei den üblichen Geschwindigkeiten der Abstand zwisehen zwei Zylindern 5 20 °/0 des Mitteldurchmessers des von ihnen "gebildeten Ringraumes 6 nicht überschreiten soll. Die genannten Dimensionierungswerte sind mit Rücksicht auf die Verhinderung einer Trombenbildung aufgestellt und führen zu einer von innen nach außen kontinuierlich zunehmenden Breite der ringförmigen Kanäle. Da aber, um- eine laminare Strömung unabhängig von dem Durchmesser des Ringig raumes zu erhalten, auch noch die Strömungsgeschwindigkeit und die kinematische Vis- ^ cosität des Gases von Bedeutung sind, müssen alle diese Faktoren bei der tatsächlichen Dimensionierung mit berücksicht werden. Eine gegen die Zyklonmitte gerichtete Radialströmung in der Nähe der oberen Abschlußwand des Gasreinigers, durch die Staub nach dem Gasablauf geführt werden könnte, wird dadurch verhindert und unter ümständen sogar in eine nach außen gerichtete Radialströmung umgekehrt, daß eine Anzahl spiralförmig ■gebogener Leitschaufeln 11 (zweckmäßig mit einer Ablenkung von weniger als io° gegenüber den entsprechenden konzentrischen Kreisen, um keine störende Turbulenz hervorzurufen) auf der Unterseite der Abschlußwand angeordnet sind. Diese nach außen gerichtete Strömung beeinflußt in vorteilhafter Weise den Strömungsverlauf im ganzen Zyklon derart, daß die mit Staub angereicherte Gasschicht an der Gehäusewand: nach unten in den Behälter 4 getrieben wird., Die spiralförmigen Leitschaufeln 11 ermöglichen also eine bessere +0 Ausnutzung der Kanäle 6, in denen der Staub so abgeschieden wird, daß die gröberen Partikel sich in den äußeren und die feineren in den inneren Ringräumen niederschlagen. Gleichzeitig machen sie das übliche, zentrale Gasaustrittsrohr entbehrlich, das bei den bisherigen Zyklonen unter die obere Abschlußwand in den Zyklon hineinragt; hierdurch ikann die nutzbare Höhe des Gasreinigers vergrößert bzw. dessen Gesamthöhe verg0 kleinert werden.Indicate percentages of the mean diameter of the annulus. As an example of such a value, it should be mentioned that at the usual speeds the distance between two cylinders 5 should not exceed 20 ° / 0 of the mean diameter of the annular space 6 formed by them an inside continuously outwardly increasing width of the annular channels. however, since a laminar flow environmentally independent of the diameter of the annular space to obtain strength, also the flow velocity and the kinematic Vis ^ cosität of the gas are important, must All these factors are taken into account in the actual dimensioning. A radial flow directed towards the center of the cyclone in the vicinity of the upper end wall of the gas cleaner, through which dust could be led after the gas outlet, is prevented and under certain circumstances even reversed into an outward radial flow , there ß a number of helically ■ curved guide vanes 11 (expediently with a deflection of less than 10 ° with respect to the corresponding concentric circles in order not to cause disruptive turbulence) are arranged on the underside of the end wall. This outward flow influenced in an advantageous manner, the flow pattern across the cyclone such that the enriched dust gas layer on the housing wall: is driven down into the container 4, the spiral vanes 11 thus enable better +0 utilization of the channels. 6 , in which the dust is separated in such a way that the coarser particles are deposited in the outer and the finer in the inner annular spaces. At the same time, they make the usual, central gas outlet pipe superfluous, which protrudes into the cyclone under the upper end wall in the previous cyclones; thereby ikann the usable height of the gas purifier increased or its total height verg be kleinert 0th
Um den ausgeschiedenen Staub bequem aus dem Gasreiniger entfernen zu können, ist der Behälter 4 am Oberteil 1 mittels zweier Arme 7 lösbar befestigt. Die Arme 7 sind schwenkbar am Behälter 4 angebracht, oben umgebogen! und mit je 'einer Spannschraube 8 mit Handrad 9 versehen. Eine Abdichtung zwischen dem Oberteil 1 und dem Behälter 4 wird durch eine von Linien in eine Nut im Oberteil eingesetzte PaIckung 10 erreicht.In order to be able to easily remove the precipitated dust from the gas cleaner, the The container 4 is releasably attached to the upper part 1 by means of two arms 7. The arms 7 are attached to the container 4 so that it can pivot, bent over at the top! and each with a clamping screw 8 provided with handwheel 9. A seal between the upper part 1 and the container 4 is indicated by a packing inserted by lines into a groove in the upper part 10 reached.
Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von der nach Fig. 4 bis 6 lediglich dadurch, daß einige der inneren Zylinder S gleich hoch sind.The embodiment according to FIG. 7 differs from that according to FIGS. 4 to 6 only in that some of the inner cylinders S are the same height.
• Ist der abzuscheidende Staub sehr fein, enthält er also keine größere Menge gröberer Partikel, so wird er ziemlich gleichmäßig über den Boden des Behälters 4 verteilt. Ist er dagegen verhältnismäßig grob, so wird der äußere Kanal 6 zuerst mit Staub gefüllt. Um das Aufnahmevermögen -des Behälters 4 zu erhöhen, kann es daher notwendig sein, den äußeren Kanal breiter als die anderen Kanäle zu machen. Es hat sich aber gezeigt, daß, wenn beispielsweise drei der äußeren Zylinder 5 beim Gasreiniger gemäß Fig. 4 bis 6 entfernt werden, eine kräftige Trombe entsteht, die den Staub längs der Wand des äußersten der verbliebenen Zylinder anhebt. Damit diese Trombe nicht größere Staubmengen ins Schleudergehäuse 1 heben kann, wird gemäß Fig, 8 der äußere Zylinder S oben mit einer konischen Erweiterung 12 versehen. Trotzdem läßt es sich nicht verhindern, daß ein erheblicher Teil des feinsten Staubes im Ringkanal 6a durch Turbulenz aufgewirbelt wird; der größte Teil hiervon wird indessen in den übrigen engeren Kanälen 6b abgeschieden. Ein Gasreiniger mit einem Behälter 4 nach Fig. 8 ersetzt somit zwei hintereinandergeschaltete Reiniger, nämlich einen Grobreiniger mit dem breiten Ringkanal 6° als Staubbehälter und einen Feinreiniger, bei dem der Staubbehälter aus . den engen Ringkanälen 66 gebildet ist.If the dust to be separated is very fine, ie if it does not contain a large amount of coarser particles, it is distributed fairly evenly over the bottom of the container 4. On the other hand, if it is relatively coarse, the outer channel 6 is first filled with dust. In order to increase the capacity of the container 4, it may therefore be necessary to make the outer channel wider than the other channels. It has been shown, however, that if, for example, three of the outer cylinders 5 in the gas cleaner according to FIGS. 4 to 6 are removed, a powerful vortex is created which lifts the dust along the wall of the outermost of the remaining cylinders. So that this drum cannot lift large amounts of dust into the centrifugal housing 1, the outer cylinder S is provided with a conical enlargement 12 at the top, as shown in FIG. Nevertheless, it cannot be prevented that a considerable part of the finest dust in the annular channel 6 a is whirled up by turbulence; the greater part of this is, however, deposited in the remaining narrower channels 6 b. A gas cleaner with a container 4 according to FIG. 8 thus replaces two cleaners connected in series, namely a coarse cleaner with the wide annular channel 6 ° as a dust container and a fine cleaner in which the dust container is made. the narrow annular channels 6 6 is formed.
Fig. 9 zeigt eine Anzahl konzentrischer Zylinder 5, die sämtlich oben mit konischen Erweiterungen 12 versehen sind. Diese Erweiterungen bilden zusammen eine größere konische, durch enge ringförmige öffnungen 13 durchbrochene Fläche. In der Mitte des innersten Zylinders 5 ist eine Stange 14 angeordnet, um der Trombenbildung in der Mitte entgegenzuwirken.Fig. 9 shows a number of concentric cylinders 5, all of which are conical at the top Extensions 12 are provided. These extensions together form a larger one conical surface broken through by narrow annular openings 13. In the middle of innermost cylinder 5 a rod 14 is arranged, to counteract the formation of a vortex in the middle.
Eine gegenüber der Ausführung nach Fig. 9 etwas abgeänderte Konstruktion ist in Fig. 10 dargestellt. Hier sind die konischen Erweiterungen 15 an dem oberen Ende der Zylinder 5 so lang, daß sie einander überlappen, im wodurch zwischen ihnen enge Kanäle 16 gebildet werden. Man erhält also auf diese Weise ringförmige Kanäle, die oben eng und unten breiter sind. Um sie für die Reinigung zugänglich zu machen, sind sie zu einem Einsatz zusammengefaßt, der" am Boden des Behälters 4 entfernbar befestigt ist. Die Zusammenfassung zu einem Einsatz erfolgt mit Hilfe von Abstandsstücken 17, die zweckmäßig so ausgeführt sind, daß sie einige Speichen bilden; in der Mitte sind diese Speichen durch eine Stange 18 miteinanderA construction which is somewhat modified compared to the embodiment according to FIG. 9 is shown in FIG. 10 shown. Here are the conical extensions 15 at the top of the cylinders 5 so long that they overlap, im whereby narrow channels 16 are formed between them. So you get on this Wise annular channels that are narrow at the top and wider at the bottom. To them for cleaning To make accessible, they are combined into one insert, the "at the bottom of the container 4 is removably attached. The summary for an operation is done with the help of spacers 17, which are expediently designed so that they some Forming spokes; in the middle these spokes are connected to one another by a rod 18
verbunden, deren unteres, durch den Boden .des Behälters 4 hindurchgehendes Ende mit Gewinde und einer Mutter 19 versehen ist, so daß der Einsatz-gegen den Boden des Behälters 4 gedrückt werden ■ kann. · Um die Kanäle 6 nach unten zu dicht abzuschließen, ist zwischen die unteren Enden der Zylinder 5 und den Behälterboden eine weiche Packung 20 eingelegt. Auf diese Weise to braucht der Einsatz mit keinem besonderen Boden versehen zu sein, und die Kanäle 6 sind für die Reinigung bequem zugänglich, wenn der Einsatz aus dem Behälter 4 entfernt ist. -connected, the lower end of which passes through the bottom .des container 4 with Thread and a nut 19 is provided so that the insert-against the bottom of the container 4 can be pressed. To close the channels 6 too tightly at the bottom, is a soft one between the lower ends of the cylinder 5 and the container bottom Pack of 20 inserted. This way you don't need to use anything special To be provided at the bottom, and the channels 6 are easily accessible for cleaning, when the insert is removed from the container 4. -
Fig. 11 zeigt eine Ausführung des Staubsammelbehälters, bei dem der Einsatz aus einer Reihe zur Zyklonachse konzentrischer Gefäße Sß bildender Rotationskörper besteht, die einen sphärischen Boden, einen z3rlindri-11 shows an embodiment of the dust collecting container in which the insert consists of a series of rotating bodies which form vessels S ß concentric to the cyclone axis and which have a spherical bottom, a z3 r lindri-
KO sehen Mittelteil und eine erweiterte obere Öffnung" haben. Die oberen Gefäßränder überlappen einander, ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 10, so daß enge, ringförmige Kanäle 21 entstehen, die sich nach unten zu erweitern. Etwas unterhalb des engsten Kanalteiles sind in gewissen Abständen Vörsprünge 22 an den Gefäßwandungen vorgesehen, um diese in richtigem Abstand voneinander zu halten. In der Mitte werden die einzelnen Gefäße dadurch zentriert, daß sie auf ein Rohr 23 aufgesteckt sind, das durch den Gefäßboden hindurchgeht. Um die Gefäße im richtigen Höhenaibständ voneinander zu halten, sind die durchbrochenen Gefäßboden mit zylindrischen Abstandshälsen 24 versehen. Statt dessen könntenauch Distanzringe auf das Rohr 23 geschoben sein,KO see middle section and an extended upper one The upper edges of the vessels overlap each other, similar to the embodiment of FIG. 10, so that narrow, annular Channels 21 arise, which expand downwards. Somewhat below the narrowest part of the canal are at certain intervals Projections 22 are provided on the vessel walls in order to keep them at the correct distance from one another. In the middle are the individual vessels centered in that they are attached to a tube 23 that passes through passes through the bottom of the vessel. Around the vessels at the correct height from one another The openwork vessel bottoms with cylindrical spacer necks 24 are to be kept Mistake. Instead, spacer rings could also be used be pushed onto the pipe 23,
_ Anstatt erweitert können die Zylinder oben auch zusammengezogen sein. Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 12. Hier sind die äußeren Zylinder S6 oben konisch verengt, während die inneren Zylinder 5C keine Verengung aufweisen. Dadurch erhält der Behälter 4 ein verhältnismäßig großes Volumen._ Instead of being expanded, the cylinders can also be contracted at the top. Such an embodiment is shown in FIG. 12. Here, the outer cylinders S 6 are conically narrowed at the top, while the inner cylinders 5 C have no narrowing. This gives the container 4 a relatively large volume.
Durch den von der Zentrifugalkraft verursachten Druck gegen die konischen Flächen
wird ein Heruntersinken der Staubpartikel auf den Boden des Behälters 4 begünstigt.
Diese Wirkung kann weiterhin erhöht werden, wenn alle Staubsammelkanäle durch
konische Ringe 5d voneinander getrennt sind,
wie Fig. 13 zeigt. Hier ist auch der Behälter 4 konisch ausgebildet. Die Ringe 5d,
die sich nach unten erweitern, werden durch Vorsprünge 25 im richtigen Abstand voneinander
und von der Behälterwand gehalten und lassen sich voneinander lösen, wenn der in
nicht gezeigter Weise abnehmbare Behälterboden 26 entfernt ist.The pressure against the conical surfaces caused by the centrifugal force encourages the dust particles to sink to the bottom of the container 4.
This effect can be further increased if all the dust collecting channels d by conical rings 5 are separated from each other as Fig. 13 shows. The container 4 is also conical here. The rings 5 d , which expand downward, are held at the correct distance from one another and from the container wall by projections 25 and can be detached from one another when the container bottom 26, which is removable in a manner not shown, is removed.
Die Staubsammelkanäle könnten auch spiralförmig verlaufen, und zwar entweder in der Umlauf richtung des Gases oder entgegengesetzt zu ihr. Dabei könnte die Aufwirbelung von schon ausgeschiedenem Staub beispielsweise durch Anordnung von Abschluß-Organen an geeigneten Stellen der Spiralkanäle verhindert oder begrenzt werden.The dust collection channels could also run in a spiral, either in the direction of circulation of the gas or opposite to it. This could cause a stir from dust that has already been excreted, for example through the arrangement of closure organs prevented or limited at suitable points in the spiral channels.
Claims (1)
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