DE7936850U1 - Mehrstufiger apparat zum abscheiden oder trennen von feststoffpartikeln aus einem stroemenden medium - Google Patents

Description

TtLlFON M9/U7I I? Kawasaki Jukogyo Kttbushiki Kaieha Münehen, Nr. 14, Higaehikawasaki-aho, P 714/79 A

2-ahQflie, lkuta-ku, Kobe-ehi, Pu/rei Hyogö-ken, Japan

Mehrstufiger Apparat zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus einem

strömenden Medium

Die Erfindung betrifft einen Apparat zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus einem strömenden Medium, mit zwei hintereinander angeordneten Wirbelkammern, die jeweils von einem horizontalliegenden Zylinder gebildet sind, die je einen tangential mündenden Einströmkanal und einen an der gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinders angeordneten Abströmkanal aufweisen.

Derartige zum Abscheiden und Auffangen von Festatoffpartikeln aus einem strömenden Medium dienende Apparate sind als sogenannte Z^Iclone bekannt. Bei ihrem Durchströmen entstehen zwei Arten von Wirbelströmungen, nämlich ein zwangsläufiger Wirbelstrom und ein halbfreier Wirbelstrom. Beide Strömungen überlagern sich und führen zu einem Druckverlust im Zyklon. Will man diesen Druchverlust dadurch mindern, daß sich beide Strömungen möglichst wenig überlagern, müssen die Apparate in ihren Abmessungen erheblich vergrößert werden, was sowohl die Kosten für ihre Herstellung als auch für ihren Betrieb erhöht.

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Aufgabe d«r Erfindung 1st es daher, eine neue Konfiguration solcher Abseheide-Apparate zu schaffen, die eine kleinere Bauform der Einzelstufen als bisher ermöglicht und mit denen Feststoffpartiei mit hohem Wirkungegrad abzuscheiden sind und die ohne große Druekveriuste arbeiten.

Ausgehend von einem Apparat der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe nach der Erfindung daduroh gelöst, daß an jeden Zylinder ein pyramidenstumpfförmiger Hohlkörper angeschlossen ist, der jeweils mit seiner Basis parallel zur Längsachse des Zylinders liegend vorgesehen ist, daß jeweils eine Führungsplatte an der Durohdringungs« stelle von Zylinder und Hohlkörper vorgesehen ist, die mit den Zylinderwandungen zwei öffnungen bildet, von denen die eine öffnung stromauf und die andere stromab liegt, und daß eine Führungsplatte für abgeschiedenes Gut jeweils derart im Hohlkörper angeordnet ist, daß ein Semmelraum gebildet ist, dessen Oberseite mit der stromaufseitigen öffnung in der Wirbelkammer in Verbindung steht, und daß beide Hohlkörper über ein Samraelrohr zusammengefügt sind, das den ersten Hohlkörper mit dem Zylinderabschnitt der Wirbelkammer des zweiten Hohlkörpers verbindet, und daß der Zylinder der ersten Wirbelkammer an seiner dem Einströmkanal zugeordneten Stirnseite eine der Zuführung von von Feststoffpartikeln freiem Gas aus dem zweiten Hohlkörper dienende öffnung aufweist.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Apparates und seiner Zusammenschaltung mit wenigstens einem weiteren Apparat ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Stufen des Apparates zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus strömenden Gasen weisen einen hohen Wirkungsgrad auf, arbeiten mit geringem Druckverlust und sind kleinbauend, so daß sich vorteilhaft arbeitende und kleinbauende mehrstufige Apparate ergeben. Der Begriff "Zylinder" oder "zylindrischer Körper mit kreisförmigem Querschnitt" soll dabei auch einen Zylinder mit unterschiedlichen Krümmungsradien, bezogen auf seinen

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Umfang, einschließen, wobei die durch einen solchen Körper gebildete Wirbelkammer aueh einen vieleokigen Querschnitt aufweisen kann, vorausgesetzt, ein solcher Querschnitt beeinträchtigt nicht die Verwirbelung des eingespeisten Gasstromes.

Die im Gasstrom enthaltenen Feststoffpartikel werden hier zwangsläufig in den Sammeiraum überführt und vom Gas abgesohieden oder getrennt. Der erfindungsgemäße Abscheider kann daher kleinere Abscheider-Stufen als herkömmliche Bauformen aufweisen, bei denen die Festkörper nur durch Schwerkraft abgeschieden werden. Da ferner bei der erflndungsgemäßen Abscheidevorrichtung im Bereich der Achse der Zylinder keine halöfreien Wirbelbewegungen entstehen, wie bei den bekannten Zyklon-Abscheidern, kann jeder Zylinder einen kleineren lichten Durchmesser aufweisen. In der Wirbelkammer* eines jeden Zylinders fließt der Gasstrom axial zur Kammer und als Wirbelstrom um die Längs« mittelachse des Zylinders. Da keine Interferenzen zwischen den Wirbelbewegungen beim Durchgang durch die Zylinder auftreten, wie bei bekannten Zyklon-Abscheidern, wird der Leistungsverlust in den Wirbelkammern erheblich verringert. Jeder Abströmkanal ist mit dem Zylinder tangential zur Strömungsrichtung des Gases über den Zylinderabschnitt verbunden, so daß das Gas ungehindert aus der Wirbelkammer ausströmen kann, wodurch der Druckverlust weiter verringert wird* Im Abströmkanal fließt das Gas geradlinig. Wenn nun in den Abströmkanal Festkörperpartikel eingeführt werden, um zwischen den gegenläufig strömenden Medien - Gas und Festkörper - einen Wärmeaustausch herbeizuführen, werden die Festkörper im Abströmkanal verhältnismäßig gleichmäßig verteilt, wodurch ein höherer Wirkungsgrad beim Wärmeaustausch erzielbar ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 schematisch eine Vorderansicht eines ersten Ausfuhrungsbeispieles einer Stufe des erfindungsgemäßen mehrstufigen Apparates,

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Figur 2 eine Seitenansicht von links auf den Apparat naeh Figur 1,

figur 3 eine Seitenansicht auf den Apparat naeh Figur 1, von rechts gesehen,

Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-iV aus Figur 1,

Figur 5 sohematiseh eine Vorderansicht auf eine weitere Auaführungsform einer Stufe des erfindungsgetnäßen mehrstufigen Apparates,

Figur 6 eine Seitenansicht von rechts auf den Apparat nach Figur 5,

Figur 7 sohetftätiäch eine Vorderansicht einer weiteren Auaführungsform einer Stufe des erfindungsgemäßen mehrstufigen Apparates,

Figur 8 eine Seitenansieht von rechts auf den Apparat nach Figur 7,

Figur 9 schematisch eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform einer Stufe des mehrstufigen Apparates gemäß der Erfindung,

Figur 10 schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer Stufe des erfindungsgemäßen mehrstufigen Apparates,

Figur 11 eine Seitenansieht von rechts auf den Apparat nach Figur 10,

Figur 12 eine Seitenansieht - wie Figur 11 - auf eine abgewandelte Ausführung einer Stufe gemäß der Erfindung,

Figur 13 schematisch eine Vorderansicht auf eine andere Ausführungsform einer Stufe des erfindungsgemäßen mehrstufigen Apparates,

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Figur 14 schematise)! eine Vorderansicht auf eine weitere

Ausführungsform einer Stufe des erfindungsgemäßen mehrstufigen Apparates,

Figur 15 eine Seitenansicht von links auf den Apparat nach Figur 14,

Figur 16 eine Seitenansicht von rechts auf den Apparat nach Figur 14,

Figur 17 einen Schnitt nach der Linie XVII-XVII in Figur 14,

Figur 18 eine schematische Seitenansicht, teilweise im

Schnitt, durch eine weitere Ausführungsform einer Stufe gemäß der Erfindung,

Figur 19 schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Figur 20 eine Seitenansicht des Apparates nach Figur 19,

Figur 21 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform
der Erfindung,

Figur 22 schematisch eine Vorderansicht einer weiteren AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Apparates,

Figur 23 einen Schnitt nach der Linie XXIIx-XXIII aus Figur 22,

Figuren 24,25,26

Figuren 27,28,29

Figur 30

Jeweils schümatische Vorderansichten Jeweils einer anderen AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Schnitte durch Jeweils eine andere AusfUhrungsform der erfindungsgemäften Einrichtung,

aohematiaoh eino Vorderanaioht einer anderen Aueführungaform der Erfindung,

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Figur 31

Figur 32

Figur 33

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Figur 35

Figur 36

Figur 37

Figuren 38, 39

eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

schematisch eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

eine Seitenansicht einer anderen Ausfuhrurrgsform der Erfindung,

schematisch eine Vorderansicht einer Anordnung für die Erzeugung von Zement, in der die erfindungsgemäßen Apparate in mehreren Stufen hintereinanderliegend angeordnet sind,

eir.e Seitenansicht der Anordnung nach Figur und

Diagramme der mit den Ausführungsformen der Erfindung nach den Figuren 14 bis 17 erzielten Ergebnisse.

Der besseren Übersicht halber ist nachfolgend in der Regel jeweils immer nur eine Stufe des mehrstufigen Apparates im einzelnen beschrieben, jede weitere Stufe ist in gleicher Weise ausgebildet und aufgebaut.

Bei dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Apparat ist ein Einlaßkanal 1 für die Zufuhr eines feste Partikel enthaltenden Gasstromes an einer Stirnseite eines Zylinders 2 (rechts in Figur 1) senkrecht und tangential zum Innenmantel dee Zylinders 2 angeordnet. Der Zylinder 2 weist eine waagrechte Mittelachse auf und bildet eine Wirbelkammer 3 mit kreisförmigem Querschnitt. An der dem EinstrtJmkanal

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gegenüberliegenden Stirnseite weist der Zylinder 2 koaxial einen Zylinderabschnitt 4 kleineren Durchmessers auf, an dem ein senkrecht nach oben tangential zum Innenmantel des Zylinderabschnittes verlaufender Ausströmkanal 5 angeordnet ist. Der Zylinder 2 ist beidseitig von Stirnplatten 6 bzw. 7 abgeschlossen.

Der Zylinder 2 weist an seinem Mantel einen über seine ganze Breite sich erstreckenden, pyramidensturapfförmigen, als Auffangkammer dienenden Hohlkörper 8 auf, dessen Basis am Zylindermantel liegt und der sich verjüngend senkrecht nach unten gerichtet ist. Eine erste Seitenfläche 8a des Hohlkörpers verläuft tangential zum Außenmantel der Wirbelkammer 3; der ersten Fläche gegenüberliegend ist eine zweite Seitenfläche 8b vorgesehen, die ebenfalls tangential zum Außenmantel der Wirbelkammer 3 verläuft, und die als Folge der tangentialen Anordnung mit der ersten Seitenfläche einen Trichter bildet. Im rechten VT.'.nkel zur ersten und zweiten Seitenfläche 8a und 8b sind in gleicher Weise nacl· unten gerichtet· weitere Seitenflächen 8c und 3d vorgesehen. Der so gebildete pyramidenstumpfförmige Hohlkörper 8 weist an seinem unteren Ende ein Sammelrohr 9 auf.

Im Bereich der dem Zylinder 2 zugewandten Basis des Hohlkörpers 8 ist eine entsprechend dem Mantel des Zylinders 2 gekrümmte Gasführungsplatte 10 für den Wirbelstrom vorgesehen. Diese Führungsplatte erstreckt sich annähernd über die gesamte Länge des Zylinders 2 und trennt die Wirbelkammer 3 vom Innenraum des Hohlkörpers 8. Sie ist auf der Zylindermantelfläche - oder nach innen versetzt - des Zylinders 2 angeordnet. Zwischen der Gasführungsplatte 10 und der Innenmantelfläche des Zylinders 2 ist jeweils stromauf und stromab eine Öffnung 11 bzw. 12 vorgesehen, über die die Wirbelkammer 3 und damit der in der Wirbelkammer gebildete Wirbelstrom mit dem Innenraum des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8 in Verbindung steht. Beide Öffnungen 11 und 12 reichen über die gesamte Breite des Zylinders 2.

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Mit der Gasführungsplatte 10 ist eine Partikelführungsplatte 13 für die abgeschiedenen festen Partikel verbunden, die sich zur Spitze des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8, und zwar parallel zur Seitenwandung 8a, erstreckt und mit dieser einen Sammelraum 14 bildet, der über die öffnung 11 mit der Wirbelkammer 3 in Verbindung steht. Das Ende 13a der Führungsplatte 13 liegt im Abstand I₁ von der unteren (kleinen) Basisfläche des Hohlkörpers 8, wie in Figur 4 gezeigt ist. Die Führungsplatte 13 ragt parallel zur Längsachse des Zylinders 2 in den Hohlkörper 8, befindet sich also zwischen den Seitenflächen 8c und 8d. Durch die Partikelführungsplatte 13 wird stromauf, also einströraseitig, ein mit der öffnung 11 zusammenwirkender Raum 14 und stromab, also abströmseitig, ein mit der abströraseitig vorgesehenen Öffnung 12 zusammenwirkender Raum 16 im Hohlkörper 8 geschaffen.

Beim Betrieb strömt der zu trennende Feststoffe enthaltende Gasstrom durch den Einströmkanal 1 nach oben und tangential in die Wirbelkammer 3 ein. Da die Gasführungsplatte 10 die gleiche Krümmung wie der Zylindermantel 2 aufweist, wird die Spiralströmung des Gases in der Wirbelkammer 3 durch diese Führungsplatte nicht beeinträchtigt. Der Gasstrom tritt über den Zylinderabschnitt 4 durch den Auslaßkanal 5 aus, nachdem er auf seinem Weg durch den Zylinder 2 etwa dreimal um die Zylinderachse geströmt ist. Durch diese Spiralbewegung dee Gasstromes nimmt sein Druck an der abströmseitigen öffnung 12 gegenüber der einströmseitigen öffnung 11 ab. Infolge dieses Druckunterschiedea wird ein Teil des Wirbelstioraes von der öffnung 11 durch die Räume 14 und 16 nach der öffnung 12 gesaugt. Aus dem die Wirbelkammer 3 in Spiralbahnen durchströmenden Gasstrom werden die darin enthaltenen Festkörpertei.¹© durch Zentrifugalkraft an der Innenwandung des Zylinders 2 abgeschieden. Die Festkörperteilchen sammeln sich also im Bereich der Innenwandung des Zylinders 2, so daß der dort fließende Gasstrom eine hohe Partikelkonzentration aufweist. Der durch den infolge der Anordnung von Wandung 8a und Führungsplatte 13 tangential zum Zylinder 2 liegenden Sammelraum 14 entlang der Wandung 8a naoh unten abfließende Gasstrom weist also ebenfalls Festkörper in höherer Konzentration auf.

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Da der pyrafflidanefeumpfförmige Hohlkörper 8 mit seiner Basis dem Zylinder 3 «ugewandt ist, sieh also naeh unten au verjüngt« nimmt die Geschwindigkeit des Feststoffe in hoher Konsentration enthaltenden Gasstromes naoh unten hin zu und die Feststoffe fallen durch die naoh unten gerichtete Schwerkraft in das Sammelrohr 9. Naoh dem Durchgang duroh den sammelraum 14 ändert der Gasstrom infolge des Unterdruokes an der Öffnung 12 am unteren Ende 13a der Partikelführungsplatte 13 seine Richtung und strömt duroh den Raum 16 in dem Hohlkörper 8 naoh oben« Da die Wandungen des Raumes 16 nach oben hin auseinanderlaufen, nimmt die Geschwindigkeit des Gasstromes in Strö* fflungsriohtung nach oben ab, wodurch der Absoheidevorgang verbessert wird,

Wie Figur 4 zeigt, ist die Breite der öffnung 11 gleich d_]f die ihre größte Weite aufweist, wenn der die Wirbelkammer«durchfließende Gaset rom Festkörper in hoher Konzentration enthält, und kleiner gewählt ist, wenn dessen Konzentration niedrig ist« Auf diese Weise kann die in den Sammelraum 14 gelangende Gasmenge auf ein Mindestvolumen reduziert und die Partikelkonzentration erhöht werden, um dadurch die Wirksamkeit der Abscheidung der Festkörper in dem Hohlkörper zu verstärken.

Ein stirnseitiges Ende 4a des Zylinderabschnittes 4 ragt in die Wirbelkammer 3 hinein, so daß ein Ausströmen von Gas mit hohem Fest' stoffanteil in den Zylinderabschnitt 4 vermieden ist. Die Stirnseite 4a kann sich zum Zylinder 2 hin konisch erweitern bzw. verengen*

Im erläuterten Ausfuhrungsbeispiel werden die im Gasstrom enthaltenen Feststoffpartikel zwangsläufig in den Sammeiraum 14 überführt und vom Gas abgeschieden oder getrennt. Der beschriebene Abscheider kann daher eine kleinere Bauform als herkömmliche Abscheider aufweisen, bei denen die Festkörper nur durch Schwerkraft abgeschieden werden. Da ferner bei der beschriebenen Abscheidevorrichtung im Bereich der Achse des Zylinders 2 keine halbfreie Wirbelbewegung entsteht, wie bei bekannten Zyklon-Abscheidern, kann der Zylinder 2 einen kleineren lichten Durchmesser aufweisen. In der Wirbelkammer

3 des Zylinders fließt der Gasstrom axial zur Kammer und als Wirbelstrom um die Längsmittelaahse des Zylinders· Da keine Interferenzen zw^sehen den Wirbelbewegungen beim Durchgang durah den Zylinder auftreten wie bei bekannten Zyklan-Abseheidern, wird der Leistungeveriust in der Wirbelkammer 3 erheblich verringert. Der Abströmkanal 5 ist mit dem Zylinder 2 tangential zur strömungsriahtung des Oases über den Zylinderabsohnitt 4 verbunden, so daß das Gas ungehindert aus der Wirbelkammer 3 ausströmen kann, wodurch der Druokverlust weiter verringert wird. Im Abströmkanal 5 fließt das Gas geradlinig. Wenn nun in den Abströmkanal 5 Festkörperpartikel eingeführt werden, um zwischen den gegenläufig strömenden Medien - Gas und Festkörper -einen Wärmeaustausch herbeizuführen, wie die Ausführungsbeispiele naoh den Figuren 36 und 37 zeigen, werden die Festkörper im Abströmkanal verhältnismäßig gleichmäßig verteilt, wodurch ein höherer Wirkungsgrad beim Wärmeaustausch erzielbar ist.

In der Ausführung nach den Figuren 1 bis 4 ist die Hohlkörperwandung 8a parallel zur Führungsplatte 13 angeordnet, um die größtmögliche Geschwindigkeit beim Durchströmen des Gases in den Raum 14 zu sichern. Strömt das Gas mit einer zu hohen Geschwindigkeit nach unten, so er« höht sich auch der Widerstand gegenüber der Strömung, und es wird schwierig, den Gasstrom in der gewünschten Weise in die Auffangkauimer 14 zu lenken, oder die Festkörperteile fallen nicht in das Sammelrohr 9, sondern verteilen sich erneut im oberen Teil des Raumes 16, nachdem der Gasstrom am Ende 13a der Platte 13 seine Richtung geändert hat. Um Schwierigkeiten dieser Art zu vermeiden, kann der zwischen dem unteren Ende 13a der Führungsplatte 13 und der Hohlkörperwandung 8a befindliche Spalt d₂ in seiner Größe zwecks Regulierung des Gasdurchflusses verändert werden derart, daß er größer als die Breite d* der Öffnung 11 wird,

Die Länge der Führungsplatte 13 kann auch so gewählt werden, daß der Abstand zwischen dem unteren Ende 13a der Führungsplatte 13 und der Unterkante der Hohlkörperwandung 8a größer wird als der Abstand I₁ des Ausführungsbeispieles nach den Figuren 1 bis 4, und zwar so weit, daß beispielsweise die Unterkante 13a der Führungsplatte im oberen

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Tell des Hohlkörpers 8 endet. Ferner ist die waagrechte Anordnung des Zylinders 2 nioht zwingend, vielmehr kann dessen Mittelachse je naoh den fiinbauverhältnissen auoh geneigt verlaufen, Die dritte Hohikörperwandung 8o kann ferner, wie in Figur 1 strichpunktiert bei 8o¹ und 8o^M angegeben, verlaufen.

Eine andere Ausführungsform ist in Figur S in Vorderansicht und in Figur 6 in einer Seitenansicht van rechts gezeigt. Die dem vorher* gehenden Ausführungsbeispiei entsprechenden Teile tragen - wie auch in den nachfolgenden Beispielsbeschreibungen - die gleichen Bezugszeichen. Die Ausführung nach Figur 5 und 6 ist zweistufig und gleicht im wesentlichen der nach den Figuren 1 bis 4. Sie weist einen Abscheider, beispielsweise ein Zyklon 40, auf, der mit dem Sammelrohr 9 des ersten Abscheiders verbunden ist. Ein Teil des den Sammelraum 14 des ersten Abscheiders durchströmenden Gases, dessen Strömung mit Hilfe eines Sauggebläses 41 angefacht ist, wird in den Abscheider 40 gespeist. Hierdurch vermindert sich der Anteil an Feststoff partikeln in der am Ende 13a umgelenkten, durch den Raum 16 und durch die öffnung 12 in die Wirbelkammer 3 gelangenden Gasmenge. Der vom Abscheider 40 kommende, von Feststoffpartikeln befreite Gasstrom wird durch das Sauggebläse 41 axial in die Wirbelkammer 3 geblasen und durchströmt diese in axialer Richtung zum Zylinderabsehi.itt 4. Die Zufuhr von partikelfreiem Gas in die Wirbelkammer 3 hat die Wirkung, daß die Ansammlung des über den Einlaßkanal 1 zugeführten, Feststoffpartikel in hoher Konzentration enthaltenden Gases an der Innenwandung der Wirbelkammer verbessert wird, ohne daß die Strömung in der Wirbelkammer beeinträchtigt wird. Da das von Festkörpern befreite Gas in Richtung der Mittelachse in die Wirbelkammer 3 mit einem geringeren Druck als der, der an der öffnung 11 herrscht, eingespeist wird, kann das Sauggebläse 41 dann entfallen, wenn in dem Abscheider 40 nur ein geringer Druckverlust entsteht.

Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 7 von vorn gezeigt sowie rechts von der Seite in Figur 8. Bei dieser, dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 weitgehend ähnlichen Ausführung wird der

von Festkörpern befreite, aus dem Abseheider 40 kommende flaestrem von dem Sauggebläse 41 über ein Rohr 1a, das tangential zur Innenwandung an der Wirbelkammer 3 unmittelbar neben dem Einströmkana? 1 des Zylinders 2 angeordnet ist, in die Wirbelkammer geleitet« Duron die Anordnung des Rohres 1a wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes in der Wirbelkammer 3 erhöht. Der Druck an der öffnung, duroh die der festkörperfreie Oasstrom in die Wirbelkammer 3 einströmt, ist niedriger als der an der öffnung 11, so daß das Sauggebläse 41 auoh hier entfallen kann, wenn der Druokverlust in dem Abscheider 40 gering ist«

Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das von Festkörpern befreite Gas aus dem Abscheider 40 in den Abströmkanal 5 strömt. Die Abscheideleistung kann bei dieser Ausführung geringer sein als bei den Ausführungen nach den Figuren 5 und 6 sowie 7 und 8, da aber nur eine wesentlich geringere Gasmenge den Zylinder 2 durchströmt, können auch die Abmessungen des Zylinders 2, des Hohlkörpers 8 und des Abscheiders 40 sowie die Förderleistung des Sauggebläses 41 kleiner sein.

Figur 10 zeigt eine andere Ausführung von vorn Und Figur 11 rechts von der Seite. Hier ist anstelle des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8 eine gesonderte Aufnahmeeinrichtung 47 unten am Zylinder 2 angeordnet, die aus zwei getrennten Hohlkörpern besteht. Die Hohlkörper sind durch ein trapezförmiges Hohlstück 43, das über eine öffnung 42 mit der Wirbelkammer 3 in Verbindung steht, sowie durch einen ebensolchen Aufnahmebehälter 45 gebildet, der mit einer abströmsei *tg vorgesehenen öffnung 46 in Verbindung steht. Das Hohlstück 43 weist eine sich nach unten verjüngende Wandung 43a auf, die tangential zum Innenmantel des Zylinders 2 verläuft. Stromab zur Öffnung 42 und vom Hohlkörper 43 durch eine Führungsplatte 44 getrennt, befindet sich der zum Hohlkörper benachbarte trichterförmige Behälter 45. Da eine gekrümmte Führungsplatte an der Wirbelkammer 3 entfällt, können große Mengen des abgeschiedenen Gutes frei von oben in den Behälter 45 hineinfallen. Der in die Wirbelkammer 3 gelangende Gasstrom strömt spiralförmig an der Innenwandung des Zylinders 2 und der Führungsplatte

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44 entlang, wobei sich die Konzentration nahe der Innenwandung erhöht. Der Gasstrom mit höherer Konzentration an Festkörpern im Bereich der Innenfläche des Zylinders 2 wird mit Hilfe des Sauggebläses durch den Hohlkörper 43 in den Abscheider 40 gesaugt. Die abgesaugte Gasmenge kann etwa 10% der die Wirbelkammer 3 über den Einströmkanal insgesamt durchströmenden Gasmenge betragen. Das vom Abscheider 40 kommende festkörperfreie Gas strömt axial in den Zylinder 2 an der Seite ein, an der auch der Einströmkanal 1 mündet, und durchströmt den Zylinder 2 in axialer Richtung zum Zylinderabschnitt 4.

Bei der Ausführungsform nach Figur 12, die eine Seitenansicht ähnlich wie Figur 11 ist, wobei einander entsprechende Teile auch die gleichen Bezugszeichen tragen, wird das aus der Wirbelkammer 3 durch den Hohlkörper 43 abgezogene Gas zwecks Abscheiden der Feststoffpartikel in dem nachfolgenden Abscheider anschließend in die Wirbelkammer 3 des ersten Abscheiders nahe dem Anschluß des Einströmkanals 1 am Zylinder 2 tangential zum Gasstrom in der Wirbelkammer 3 eingeführt.

Figur 13 zeigt eine Abwandlung des beschriebenen Apparates, bei der der Zylinderabschnitt 4 nach den Figuren 1 bis 12 ersetzt ist von einem unmittelbar in die dem Einströmkanal gegenüberliegende Stirnseite des Zylinders 2 koaxial einmündenden Abströmkanal 66. Der gegenüber dem Zylinder 2 im Durchmesser kleinere Abströmkanal 66 weist ein in die Wirbelkammer 3 hineinragendes Ende 66a auf.

Das in den Figuren 14 bis 17 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel weist eine Stirnseite 6 des Zylinders 2 auf, die in eine nach innen geneigte Fläche 6a übergeht. Der Neigungswinkel oc der Fläche 6a in bezug auf den Zylindermantel ist größer gewählt als der Gleitwinkel (angle of repose) oder zwisohen 45 und 55°. Der Zylinderabsohnitt 4 weist eine ebene geneigte Fläche 4b an seiner dem Anschluß an den Zylinder gegenüberliegenden Unterseite auf. DIt Fläohe 4b ist dem Zylinder 2 zugeneigt. Der Neigungewinkel /3 in bezug auf den Mantel dee Zylinder« 2 enteprleht dem Winkel ot der Fläohe 6a«

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Hier ist eine gekrümrate Führungsplatte 18 vorgesehen, die nahe dem übergang zwischen dem pyramidensturapfförroigen Hohlkörper 8 und der Wirbelkammer 3 angeordnet ist, und bildet zuströmseitig in der Wirbelkammer 3 eine öffnung 19 und abströmseitig eine Öffnung 17, die so groß ist, daß verhältnismäßig große Mengen von Feststoffpartikeln - wie gemäß Figuren 15 bis 17 - hindurchfallen können. Die Führungsplatte 18 ist entsprechend der Zylindermantelfläche gekrümmt und erstreckt sich über die gesamte Breite des Zylinders 2.

Die Partikelführungsplatte - hier mit 20 bezeichnet - im Pyramidenstumpf 8 ist kürzer als im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4 und an ihrem oberen Ende mit der Führungsplatte 18 an der öffnung 19 verbunden. Die Führungsplatte 20 liegt parallel zur Innenwandung 8a und erstreckt sich daher schräg nach unten, um zwischen sich und der Seitenwandung 8a einen Sammelraum zu bilden. Das untere freie Ende 20a der Führungsplatte 20 liegt in einem vorbestimmten Abstand oberhalb der unteren Grundfläche des mit seiner Basis dem Zylinder 2 zugewandten pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8. Die Gasführungsplatte 18 und die PartikelfUhrungsplatte 20 für das abgeschieden« Gut werden von mehreren in Achsrichtung des Zylinders 2 im Abstand voneinander angeordneten Stutzplatten 22, hier insgesamt drei, gehalten, die senkrecht zur Mittelachse des Zylinders 2 vorgesehen sind. Durch die Abschrägung 6a in der Stirnplatte 6 des Zylinders 2 wird verhindert, daß sich das Gut im unteren Bereich der Wandung 6 ansammelt. Auf diese Weise kann ein erhöhter Druckverlust durch Ablagerung von Feststoffpartikeln sowie ein Abfall der Abscheideleistung vermieden werden, wenn möglicherweise bereits abgeschiedene Partikel wieder aufgewirbelt werden. Dadurch, daß eine geneigte Fläche Mb die Stirnseite des Zylinders 2 bildet, können die zum Beispiel in die oberste Stufe einer Zementbrennan^lage nach den Figuren 36 und 37 eingebrachten Feststoffpartikel an der Abschrägung 4a entlang in den pyramidenstumpfförmigen, als Auffangkammer dienenden Hohlkörper 8 gelangen, wobei sie durch den Ausströmkanal 5 nach unten fallen. Die beschriebene, in eine solohe Anlage eingebaute Abscheidevorrichtung bildet dort eine Vorheizeinriohtung für die ein-

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geführten Schwebstoffe. Auf diese Weise sammeln sich die Partikel nicht im Zylinderabschnitt 5, so daß auch kein Druckverlust eintritt. Da die Gasführungaplatte 18 eine Öffnung auf der Abströraseite aufweist, durch die große Mengen von Festkörpern fließen können, werden 3ich keine Partikel über die gesamte Fläche der Platte 18 absetzen, sondern unmittelbar in die Sammelkammer - Hohlkörper 8 - abfließen. Die Führungsplatte 20 gemäß Figur 17 für das abzuscheidende Gut kann nach unten entsprechend der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 verlängert werden.

Die Figur 18 zeigt eine gegenüber Figur 17 abgewandelte Ausführungsform. Anstelle der Gasführungsplatte 18 und der Partikelführungsplatte 20 für das abgeschiedene Gut ist hier nur eine einzige Führungsplatte 48 vorgesehen, die beide Funktionen gleichzeitig erfüllt. Zu diesem Zweck ist die Führungsplatte 48 im Bereich zwischen den beiden in den Figuren 14 und 17 dargestellten Führungsplatten 18 und 20 angeordnet und bezüglich der Wirbelkammer 3 radial nach außen gekrümmt. Die Führungsplatte 43 stützt sich über Trägerplatten 49 an der Wandung 8a der Auffangkammer 8 ab. Mit einer solchen Führungsplatte werden die gleichen Ergebnisse erzielt wie mit den beiden Führungsplatten 18 und 20 aus den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 14 bis 17.

Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 19 als Vorderansicht und in Figur 20 als Seitenansicht von rechts dargestellt. Die Abschrägung 6a aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist hier durch eine geneigte, konvex nach außen gekrümmte Fläche 6b ersetzt, die einen Neigungswinkel c* gegenüber der Horizontalen aufweist. An der gegenüberliegenden Stirnseite tritt an die Stelle der geneigten Fläche 4b des Zylinderabschnittes 4 eine nach außen konvex gekrümmte Aöschrägung 4c.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann die pyramidenstumpfförmige Auffangkammer 8 mit ihrer Basis an der gesamten Länge des Zylinders 2 aufliegen und mit einer Stirnplatte des Zylinders 2 verbunden sein.

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Eine Weiterbildung des Abscheiders ist im Schnitt in Figur 21 gezeigt. Eine parallel zur Zylinderlängsachse zwischen der dritten und vierten Seitenwandung 8c und 8d angeordnete Prallplatte 23 ist mit der zweiten Innenwandung 8b so verbunden, daß sie nach unten geneigt in den Raum 16 der Auffangkammer 8 hineinragt. Das freie Ende 23a der Prallplatte 23 liegt, bezogen auf die kleine Basis des Pyramidenstumpfes, höher als das Ende 13a der Partikelführungsplatte 13. Mit Hilfe dieser Anordnung treffen die aus dem den Sammelraum 14 passierenden, nach oben abgelenkten Gasstrom nicht abgeschiedenen Partikel auf die Prallplatte 23 auf und v/erden dadurch nicht mehr vom Gasstrom durch den raum 16 nach oben mitgeführt, wodurch sich ebenfalls die Abscheideleistung erhöht. Die in den Raum 16 hineinragende Prallplatte 23 begrenzt ferner den Radius R, über den der Gasstrom an der Spitze 13a der Führung seine Richtung ändert, wodurch die im Gasstrom wirkende Zentrifugalkraft zunimmt und die Abscheidung der Feststoffpartikel begünstigt.

Eine andere Ausführungsform ist von vorn gesehen in Figur 22 gezeigt und in einem Schnitt nach der Linie XXIII-XXIII in Figur 23 dargestellt. Eine zur Zylinderachse senkreohtstehende Trennplatte 24 ist zwischen der ersten und zweiten Seitenwandung 8a und 8b der Auffangkammer mittig über den gesamten Durchmesser des Zylinders 2 angeordnet. Durch diese Trennplatte wird der von der Innenwandung 8a und der Partikelführungsplatte 13 begrenzte Sammelraum 14 in zwei gleichgroße Räume 14a und 14b unterteilt. Ebenso wird der Sammelraum 16, der durch die Führungsplatte 13, die zweite, dritte und vierte Seitenwandung 8b, 8e und 8d und die Gasführungsplatte 10 begrenzt wird, in zwei Räume 16a und 16b unterteilt. Durch die mittige Unterteilung der pyramidenstumpfförmigen Auffangkatcmer in zwei Räume kann der in den Raum 14a eingeführte Gasstrom durch einen Teil der im Bereich des Einströmkanals 1 liegenden öffnung 11 durch den Raum 16a und durch einen Teil der im Bereich des Einströmkanals 1 liegenden öffnung 12 in die Wirbelkammer 3 rückgeleicet werden. In gleicher Weise kann -'.er Gasstrom aus der Kammer 14a durch die entsprechenden Teile der im Bereich des Abströmkanal 5 liegenden öffnungen 11 und

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12 und den flaum 16a in die Wirbelkammer 3 aurüaketrömen· Hierdurch kann das ungewollte Abströmen des feststoffe in höher Konzentration enthaltenden Gasstromes sum Abströmkanal g, also ein Strömungakuraeehluft, verhindert und damit der Gasstrom au vorbeetimmbaren Umläufen in der Wirbelkammer 3» hier drei volle Umläufe, gebracht werden, weduroh aioh die Absoheideleistung aueh erhöhen läßt.

Auch lassen aioh Prallplatte 23 und Trennplatte 24 kombinieren, also beide in der pyramldenstumpfförmigen Auffangkammer S anordnen« In einem eolohen fall können synergistisohe Effekte erzielt werden, was su einer erhöhten Absaheideleistung fuhrt«

Die Figur 24 zeigt eine weitere AusfUhrungsform des Abscheiders, bei dem eine WendelfUhrung 25 in Form eines vorspringenden Einsatzes im Innern des Zylinders 2 aioh in Richtung des zu verwirbelnden Gasstromes fortsetzend angeordnet ist. Auoh damit wird die Wirbelströmung erhöht. Die wendeiförmige Führung 25 verhindert, daß die Wirbelbewegung im Gasstrom gegen Ende der Wirbeikammer 3 abnimmt. Das aus dem Gasstrom duroh Zentrifugalkraft beim Durchfließen der Wirbelkammer ar deren Wandungen abgeschiedene Gut kann an der WendelfUhrung entlang in den pyramidenstumpfförmigen Hohlkörper θ fallen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Partikel nochmals aufgewirbelt werden.

Die wendeiförmige Führung 25 kann auoh als Wendelnut in der Innenwandung der Wirbelkammer 3 ausgeführt sein. Darüber hinaus kann diese Führung auch aus einzelnen Abschnitten bestehen und braucht nicht kontinuierlich ausgebildet zu sein.

In einer anderen Ausführungsform sind anstelle einer Wendel mehrere ringförmige Führungen 26 im Abstand voneinander an der Innenwandung des Zylindere 2 angeordnet, vgl. Figur 25. Mit dieser Anordnung wird die gleiche Wirkung erzielt wie mit der Wendel aus Figur 24. Die ringförmigen Führungen 26 können zusätzlich die Funktion der Abstützungen 22 aus Figur 14 übernehmen.

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Figur 26 zeigt eine anders Ausführungsforni des Absehelders von vorn« Anstelle eines Zylinders 2 naoh dem Ausführungsbeispiel aus Figuren ·! bis 4 ist hler ein Konus verwendet, dessen verjüngtes Ende dem Aueströmkanal 9 benachbart ist« Ger tangential In den Konus 27 hineinfließende Gasstrom wird bei dieser Konfiguration gegen das verjüngte Ende, d.h. gegen den Abströmkanal 5 hin, stärker verwirbelt, wodurch eine höhere Abscheideleistung erreichbar ist.

Figur 2? ist ein Schnitt durch eine weitere AusfUhrungsform, die der Ausführung nach den Figuren 14 bis 1? ähnlich ist, mit der Maßgabe, daß anstelle des Zylinders 2 ein Zylinder 28 vorgesehen ist, der nicht rotationssymmetrisch ist, sondern bei dem der Krümmungsradius R₁ auf der Abströmseite 2Ba größer ist als der Krümmungsradius R₂ auf der Zuströmseite 28b. Diese besondere konstruktive Ausbildung hat zur Folge, daß das einströmende Gas den Zylinder auoh dann noch in ausreichendem Maße spiralförmig durchströmt, wenn die Führungsplatte 18 in Längsrichtung verhältnismäßig kurz ist. Damit wird auch vermieden, daß der Gasstrom die zweite Innenwandung 8b des pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpers oder der Auffangkammer 8 beaufschlagt und infolgedessen ungehindert spiralförmig fließt.

Figur 28 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform. Die gekrümmte Gasführungsplatte 20 weist hier eine öffnung 29 auf, die etwa auf der Mantellinie des Zylinders 2 senkrecht zur Mittelachse liegt und die die Wirbelkammer 3 mit dem Raum 16 der Auffangkammer 8 verbindet*

Durch diese öffnung können große Mengen der im Gasstrom enthaltenen Feststoffpartikel in den Raum 16 nach unten fallen. Zwischen den öffnungen 11 und 29 liegt ein Teil 10a der Führungsplatte 10, so daß die Gefahr einer Turbulenz in dem spiralförmig fließenden Gasstrom verringert wird.

Figur 29 ist ein Schnitt durch eine Abwandlung dieser Ausführungsform. An der Führungsplatte 18 ist stromab eine öffnung 30 vorgesehen und symmetrisch zur Führungsplatte 18 ist eine weitere Führungs-

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platte 31 mit glelahem Krümmungsradius vorgesehen. Die öffnung 30 ist derart bemessen, daß große Mengen von abgeschiedenen Feststoffpartikeln aus dem Oasstrom naoh unten in den Raum 16 fallen können.

Eine weitere Ausführungsform ztigt Figur 30 von vorn. Wenn der Einströmkanal 1 mit dem Zylinder 2 derart verbunden ist, daß die Längsmittelaohse des Kanals nicht mehr parallel zur Längsmittelebene des Zylinders liegt, dann werden die Feststoffpartikel in de» tangential in den Zylinder 2 duroh den Einströmkanal eingeblasenen Gasstrom gegen den angeformten Rohrteil 32 geschleudert. Beim spiralförmigen Durchfließen zum Ausströmkanal 5 konzentrieren sich also die Feststoff· partikel entlang einer Spirale im Zylinder 2. Um diesen Umstand voll ausnützen zu können, sind an der zuströmseitigen, zum Raum 14 der Auf· fangkammer 8 führenden Öffnung 11 bewegliche Verschlußplatten 33 vorgesehen, die im Abstand voneinander liegen und axial zum Zylinder 2 beweglich sind. Auf diese Weise kann der Durchsatz des Gases, das Peststoffpartikel in hoher Konzentration enthält, reguliert werden, wenn beispielsweise die Verschlußplatten dort, wo die Konzentration noch niedrig ist, in ihre Schließstellung bewegt werden. Hierdurch wird ebenfalls das Abscheidevermögen verbessert.

In der Figur 31 (1), 31 (2), 31 (3) und 31 (4) sind Abwandlungen in Seitenansicht der Ausführung nach Figur 30 gezeigt. Der Einströmkanal gemäß der Figur 30 kann mit dem Zylinder 2 entsprechend den Figuren 31 (D bis 31 (3) verbunden werden. Anstelle der hier gezeigten Art der Verbindung, einer sogenannten Linden-Verbindung, kann auch die außenliegende Fläche 1a des Einströmkanals als Tangente zum Zylindermantel des Zylinders 2 verlaufen, vgl. Figur 31 (4). Auch diese Anordnung soll unter "tangentialer Zulauf'· verstanden werden.

Die Figur 32 zeigt eine andere Ausführungsform des Abscheiders von vorn. Anstelle des paramidenstumpfförmigen Hohlkörpers 8 gemäß Figuren 1 bis 4 als Auffangkammer ist hier ein Teil 34 vorgesehen, bei dem das Sammelrohr 9 an der äußersten linken Kante in einer senkrechten Ebene mit der dem Abströmkanal 5 zugewandten Stirnseite des Zylinders 2 vorgesehen ist. Die Auffangkaramer kann auch die mit 35

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bezeiehnete Form naeh Figur 33 haben, bei der das Satnmeirehr 9 aeitliah so weit auf einer Seite des Zylinders 2 angeordnet ist, daß das als Auffangkamfner dienende Teil 35 im rechten Winkel zur Mitteisöhae des Zylinders 2 liegt. Aueh können, wie Figur 3¹* zeigt, mehrere pyramidenstuflipfförmige Körper 36, van denen zwei dargestellt sind, in Längsrichtung des Zylinders 2 angeordnet sein« Diese Ausbildung der Auffangkammer ist zu bevorzugen, wenn die Anzahl der spiralförmigen Bewegungen des Gasstromes in der Wirbelkammer 3 duroh ihre Verlängerung erreiäht werden soll, ohne daß sich dadurch die Bauhöhe des Gerätes wesentlich erhöht.

Figur 35 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform. Als Auffängkammer ist hier ein Teil 37 vorgesehen, der auf der Unterseite des Zylinders ?. angeordnet ist, Die Wandungen 37a und 37b dieses Teiles sind nac'i außen gewölbt. Eine Führungsplatte 38 für das abgeschiedene Gut weist denselben Krümmuftgsverlauf auf wie die zugeordnete Wandung 37a und bildet mit dieser eine Auffangkammer 39. Bei dieser Ausbildung wirken auf den in den Raum 39 gelangenden Gasstrom weiterhin Zentrifugalkräfte, die die Feststoffpartikel gegen die Wandung 37a drücken. Die daran abgeschiedenen Partikel können alsc nicht mehr vom Gasstrom mitgeführt werden, wenn dieser am Ende 38a der Führungsplatte seine Richtung nach oben hin ändert. Der Abscheidevorgang wird hierdurch ebenfalls günstig beeinflußt.

In Figur 36 ist eine Vorderansicht einer mehrstufigen Zementbrennanlage dargestellt, die mehrere der beschriebenen Apparate zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus einem Gasstrom in ihren einzelnen ^r Jufen aufweist. Figur 37 zeigt diese Anlage von der Seite. Im Zusammenwirken mit zwei oberen Zyklonen 53 und einem unteren Zyklon 54 bilden die Abscheide-Apparate 50, 51 und 52 Vorheizer für die zu verarbeitenden Suspensionen. Nach Zufuhr durch eine Leitung 55 werden Feststoff partikel mittels Heißgas von unten eingeblasen, so daß zwischen den. Partikeln und dem Gas ein Wärmeaustausch stattfindet. Wie durch die Pfeile angegeben, wird das Feststoffgut dann in den Zyklonen 53 gesammelt und fließt von dort nach unten in die Leitung 56. Dieser

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Vorgang wird wiederholt und die Feststoffpartikel strömen dann von der Leitung 56 in den Abscheider 50, die Leitung 57, den Abscheider 51, die Leitung 58 und den Abscheider 52, und von dort zu einem Kalzinierofen 59, wo die Feststoffpartikel dekarbonisiert werden. Das im Kalzinierofen 59 kalzinierte Gut gelangt durch die Leitung 60 zu einem Zyklon 54, wo es gesammelt und einem Drehofen zugeführt wird. Im Drehofen wird das Gut zu Klinker gebrannt, der dann in einem Klinkerkühler 62 gekühlt und zu einem Endprodukt verarbeitet wird.

Der Weg des heißen Gases ist durch die unterbrochen gezeigten Pfeile angegeben. Die heißen Abgase aus dem Drehofen 61 werden in den Kalzinierofen 59 zusammen mit verhältnismäßig warmer Sekundärluft für die Verbrennung geleitet. Die Sekundärluft stammt aus dem Klinkerkühler t"2 und wird über die Leitung 63 zugeführt. Das heiße Gas aus dem Kalzinierofen 59 gelangt durch die Leitung 60, den Zyklon 51, die Leitung 58, den Abscheider 52, die Leitung 57, den Abscheider 51, die Leitung 56, den Abscheider 50, die Leitung 55 und die Zyklone 53 und dient als Medium zum Wärmeaustausch mit den Feststoffpartikeln. Nach dem Wärmeaustausch wird das Gas über ein Sauggebläse 61 abgesaugt.

Die Abscheide-Apparate 50, 51,und 52 sind wesentlich kleiner als die bisher üblichen Zyklone. Bei Verwendung dieser Geräte in einer Vorheizanlage für Suspensionen mit fünf Stufen (53, 50, 51, 52 und 51), wie hier gezeigt, wird die Gesamthöhe einer herkömmlichen Anlage mit vier Stufen und den üblichen Zyklonen nicht überschritten. Darüber hinaus ist der Wärmeaustausch bei einer solchen Vorheizanlage mit fünf Stufen anstelle einer herkömmlichen Anlage mit nur vier Stufen wesentlich wirksamer, und die Leistung des Sauggebläses 61 kann geringer sein, weil die Abscheide-Apparate 50, 51 und 52 einen wesentlich geringeren Druokverlust aufweisen.

Durch Hinzufügen weiterer Abscheide-Apparate kann die Anlage erweitert werden. Beispielsweise erhält man eine Anlage mit sechs Stufen, wenn den Absoheide-Apparaten 50, 51, 52 ein weiterer Apparat hinzugefügt wird, wobei die Oosamthöhe einer herkömmlichen Anlage nioht Uboreohritten wird und eioh der WMrmeauetauaoh außerdem verbessert.

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In den Figuren 38 und 39 sind die Ergebnisse von Versuchen mit den Abscheide-Apparaten nach der Ausführungsform gemäß den Figuren 14 bis 17 grafisch dargestellt. In dem Diagramm gibt die ausgezogene Linie das Ergebnis mit dem erfindungsgemäßen Abscheider an, die unterbrochene Linie das mit einem herkömmlichen Zyklon erzielte. Die strichpunktierte Kurve in Figur 38 zeigt das Ergebnis mit dem Apparat (A), einem Apparat ohne die geneigte Fläche 6a im unteren Bereich einer Stirnseite des Zylinders 2 und ohne Gasführungsvlatte 18 für den Gaswirbel und ohne Partikelführungsplatte 20 für das abgeschiedene Gut, und mit dem Apparat (B), einem Gerät mit der Abschrägung 6a, jedoch ohne die Führungsplatte 18 und ohne die Führungsplatte 20 für das abgeschiedene Material. Aus Figur 38 geht hervor, daß die Abschrägung 6a an der Stirnseite 6 des Zylinders 2 und die Anordnung einer Führungsplatte für den Gaswirbel sowie die Führungsplatte 13 für das abgeschiedene Gut im oberen und mittleren Teil des pyramidenstumpfförmigen, als Auffangkammer dienenden Hohlkörpers 8 die Abscheideleistung des erfindungsgemäßen Gerätes auf das Niveau eines herkömmlichen Zyklons anhebt. Das bei den Versuchen verwendete Material ist Zement mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 40 .u. Der in einem Abscheide-Apparat auftretende Druckverlust Δ ρ kann durch folgende Gleichung angegeben werden:

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darin ist: ζ = Koeffizient des Druckverlustes, v*"s spezifisches Gewicht von Gas, ν = Geschwindigkeit des Gases beim Eintritt in das Gerät, g s Schwerebeschleunigung.

Aus Gleichung (1) geht hervor, daß der Druckverlust proportional zum Koeffizienten des Druckverlustes zunimmt, vorausgesetzt, daß das spezifische Gewicht des Gases und seine Geschwindigkeit beim Eintritt in den Apparat gleioh sind. Die Figur 39 zeigt, daß der Koeffizient für den Druokverluat im erfindungagemäßen Apparat (ausgezogene Linie)

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auffallend niedriger ist als bei einem herkömmlichen Zyklon (gestrichelte Linie). Daraus kann gefolgert werden, daß der Druckverlust Δ ρ im erfindung3gemäßen Apparat geringer ist als bei htrkömmlichen Zyklonen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, besteht jede Stufe des beschriebenen Apparates zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus einem Gasstrom je aus einem eine Wirbelkammer bildenden Zylinder, wobei die Wirbelkammer eine horizontale Mittelachse aufweist und im Querschnitt kreisförmig oder vieleckig sein kann, wobei die Anzahl der Ecken so zu wählen ist, daß der spiral- oder wendeiförmige Durchfluß des Gases unbeeinflußt bleibt. Das Gas wird tangential zur Wirbelkammer zugeführt, damit dieses die Wirbelkammer in Längsrichtung und spiral- oder wendelförmig durchströmen kann. Infolge dieser Anordnung wird vermieden, daß sich wie bei einem Zyklon herkömmlicher Bauart zwei Arten von Wirbelströmen überlagern. Hierdurch wird der Druckve. .ust im Apparat verringert. Ferner ist jeweils ein pyramidenstumpfförmiger Hohlkörper als Auffangkammer mit seiner breiten Basis der Unterseite des Zylinders zugeordnet. Dort werden die aus dem Gasstrom ausgeschiedenen Partikel gesammelt, welcher Gasstrom dem Zylinder durch eine zuströmseitig vorgesehene öffnung über einen Einlaßkanal zugeführt wird. Das in der Wirbelkammer befindliche Gas strömt über die zuströmseitig vorgesehene öffnung aus der Wirbelkammer in die genannte Aufnahmekammer ein, so daß eine hohe Abscheideleistung erzielbar ist. Auf diese Weise können Abscheide-Apparate mit im Vergleich zu herkömmlichen Zyklonen kleinerer Bauform geschaffen werden, bei denen Feststoffe nur durch Schwerkraft ausgeschieden werden.

Claims (7)

1. HEINZ H. PUSCHMA^Nl'.; .PATENTANWALT D 8000 MÖNCHEN η ', XWQMAS-jkV

   TELEFON 089/227887

   Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha München,

   Nr. 14, Higashikawasaki-cho, P 714/79 A

   2-chome, Ikuta-ku, Kobe-shi, Pu/rei Hyogo-ken, Japan

   SCHUTZANSPRÜCHE

   Apparat zum Abscheiden oder Trennen von Feststoffpartikeln aus einem strömenden Medium, mit zwei hintereinander angeordneten Wirbelkammern, die jeweils von einem horizontalliegenden Zylinder gebildet sind, die je einen tangential mündenden Einströmkanal und einen an der gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinders angeordneten Abströmkanal aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß an jeden Zylinder (2) ein pyramidenstumpfförmiger Hohlkörper (8, 40) angeschlossen ist, der jeweils mit seiner Basis parallel zur Längsachse des Zylinders (2) liegend vorgesehen ist, daß jeweils eine Führungsplatte (Gasführungsplatte 10) an der Durchdringungsstelle von Zylinder (2) und Hohlkörper (8) vorgesehen ist, die mit den Zylinderwandungen zwei öffnungen (11, 12) bildet, von denen die eine öffnung (11) stromauf und die andere (12) stromab liegt, und daß eine Führungsplatte (Partikelführungsplatte 13) für abgeschiedenes Gut jeweils derart im Hohlkörper angeordnet ist, daß ein Sammelraum (14) gebildet ist, dessen Oberseite mit der stromaufseitigen öffnung (11) in der Wirbelkammer (3) in Verbindung steht, und daß beide Hohlkörper (8, 40) über ein Sammelrohr (9) zusammengefügt sind, das den ersten Hohlkörper (8) mit dem Zylinderabschnitt (4) der Wirbelkammer (3) des zweiten Hohlkörpers (40) verbindet, und daß der Zylinder (2) der ersten Wirbelkammer (3) an seiner dem Einströmkanal zugeordneten Stirnseite eine der Zuführung von von Feetetoffpartikeln freiem Gas aus dem zweiten Hohlkörper (40) dienende öffnung aufweist.
2. 2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststoffpartikelfreies Gas führende Öffnung tangential zum Zylinder (2) des ersten Hohlkörpers (8) im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Einströmkanal (1) und Zylinder (2) angeordnet ist.
3. 3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststoffpartikelfreies Gas führende Öffnung auf der den Einströmkanal (1) aufweisenden Stirnseite des Zylinders (2) des ersten Hohlkörpers (8) zentrisch angeordnet ist,
4. 4. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststoffpartikelfreies Gas führende Leitung tangential zum Innenmantel des Zylinders (2) im Bereich der An» schlußstelle des Einströmkanales (1) des zweiten Hohlkörpers (40) mün_wdet.
5. 5. Apparat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (2) der Hohlkörper (8, 40) eine von der Innenfläche des Zylindermantels in den Innenraum hineinragende, den Wirbelstrom unterstützende, wenuelförmige Führung (25) aufweist.
6. 6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylindermantel der Zylinder (2) angeordneten Führungen (25) jeweils eine wendeiförmige Nut sind.
7. 7. Apparat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß mit der zuströtnse^tigen öffnung zwischen Wirbelkammer (3) und Aufnahmeraum (14) in Richtung der Längsachse der Zylinder (2) eines jeden Hohlkörpers (3, 40) bewegliche und axial im Abstand voneinanderliegende Schließplatten verbunden sind.