DE8807793U1 - Cyclone separator - Google Patents

Cyclone separator

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DE8807793U1
DE8807793U1 DE8807793U DE8807793U DE8807793U1 DE 8807793 U1 DE8807793 U1 DE 8807793U1 DE 8807793 U DE8807793 U DE 8807793U DE 8807793 U DE8807793 U DE 8807793U DE 8807793 U1 DE8807793 U1 DE 8807793U1
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    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
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Description

til*till*

3
Zyklonabscheider 3
Cyclone separator

Die Erfindung betrifft finen Zyklonabscheider mit einem im oberen Abschnitt zylindrischen Zyklongehäuse mit in einer Radialebene desselben angeordneter Deckelplatte, unter welcher am oberen Ende des Zyklongehäuses entlang eines In diesem ausgebildeten Umfangsspaltes ein Einlaufkanal mündet, der sich mit seiner dem Zyklongehäuse angewandten Außenwand entlang eines Splralbogens erstreckt, an dessen radial äußerem Ende der Einlaufkanal mit seiner radial Inneren Wand in die Wand des Zyklongehäuses tangential übergeht und an dessem radial innerem Ende mit seiner Außenwand tangential In die Wand des Zyklongehäuses übergeht. The invention relates to a cyclone separator with a cyclone housing which is cylindrical in the upper section and has a cover plate arranged in a radial plane thereof , under which an inlet channel opens at the upper end of the cyclone housing along a circumferential gap formed therein, which extends with its outer wall applied to the cyclone housing along a spiral arc, at the radially outer end of which the inlet channel merges tangentially with its radially inner wall into the wall of the cyclone housing and at the radially inner end of which its outer wall merges tangentially into the wall of the cyclone housing.

Ein derartiger Zyklonabschelder ist aus Figur 4 der WO86/O5417 bekannt. Die obere Wand des Einlaufkanals verläuft in der Ebene der Deckelplatte des Zyklongehäuses und die Außenwand des Einlaufkanals liegt In der Ebene der Deckelplatte. Der Spiralbogen erstreckt sich über einen Zentriwinkel von annähernd 360° hin. Such a cyclone separator is known from Figure 4 of WO86/05417. The upper wall of the inlet channel runs in the plane of the cover plate of the cyclone housing and the outer wall of the inlet channel lies in the plane of the cover plate. The spiral arc extends over a central angle of approximately 360°.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die Einlaufbedingungen für den staubbeladenen Gasstrom Im Interesse der Vermeidung von Totwassergebieten undThe invention solves the problem of determining the inlet conditions for the dust-laden gas flow in order to avoid dead water areas and der Verminderung von Druckverlusten möglichst günstig zu gestalten.to reduce pressure losses as effectively as possible.

Dies wird bei einem Zyklonabscheider eingangs erwähnter Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Einlaufkanal mit seiner oberen Wand am radial äußeren Ende des Spiralbogens über die horizontale Deckelplatte axial nach oben hinaussteht und entlang des Splralbogens nach unten geneigt verläuft und an dem radial inneren Ende des Spiralbogens stufenfrei in die Deckelplatte übergeht, wobei die untere Begrenzungskante des Umfangsspaltes parallel zur oberen Wand des Elnlaufkans's geneigt verläuft. This is achieved according to the invention in a cyclone separator of the type mentioned at the outset in that the inlet channel with its upper wall at the radially outer end of the spiral arch projects axially upwards beyond the horizontal cover plate and runs along the spiral arch at an incline downwards and merges seamlessly into the cover plate at the radially inner end of the spiral arch, the lower boundary edge of the circumferential gap running at an incline parallel to the upper wall of the inlet channel.

Der Einlaufkanal ragt am radial äußeren Ende des Spiralbogens insbesondere um etwa ein Viertel bis ein Drittel seiner Querschnittshöhe über die Deckelplatte hinaus. Die Unterkante des Einlaufkanales stimmt mit der Unterkante des Umfangsspaltes im Zyklongehäuse überein. Durch die Erfindung erhält der in den Zyklonabscheider einlaufende Gasstrom bereits im Einlaufkanal eine axiale Kom ponente seiner Strömungsrichtung, was dem schraubenlinienförmigen Stromlinien- ver/auf entlang der Zyklongehäusewand entgegenkommt. Hierzu ist es aber nach The inlet channel protrudes at the radially outer end of the spiral arch, in particular by about a quarter to a third of its cross-sectional height above the cover plate. The lower edge of the inlet channel corresponds to the lower edge of the circumferential gap in the cyclone housing. Due to the invention, the gas flow entering the cyclone separator already receives an axial component of its flow direction in the inlet channel, which accommodates the helical streamline expansion/conversion along the cyclone housing wall. However, this is not possible according to

der Erfindung nicht erforderlich, die Deckelplatte entlang einer SchraubenflächeThe invention does not require the cover plate to be mounted along a screw surface geneigt auszubilden, was für Zyklonabscheider mit schraubenlinienförmig verlaufenden Einlauf an sich bekannt ist.inclined, which is known for cyclone separators with helical inlet.

Vorzugsweise erstreckt sich der Spiralbogen über einen Zentriwinkel vonPreferably, the spiral arc extends over a central angle of

wenigstens annähernd 180° hin. Hierdurch ist der Elniaufkanal hinreichend lang, um für den erforderlichen Vordrall der Gasströmung zu sorgen, und andererseits kurz genug, um zu erreichen, daß der in das Zyklongehäuse ausgegebene Gasstrom den Umfangspalt nicht erneut überstreicht.
10at least approximately 180°. This makes the intake channel long enough to provide the necessary pre-swirl of the gas flow , and short enough to ensure that the gas flow discharged into the cyclone housing does not pass over the circumferential gap again .
10

Wenngleich es ferner möglich ist, den Umfangsspalt etwa in Höhe des radial äußeren Endes des Splralbogens beginnen zu lassen, wird es bevorzugt, daß der Umfangsspalt demgegenüber versetzt, insbesondere um einen Zentriwinkel von Although it is also possible to have the circumferential gap begin approximately at the level of the radially outer end of the spiral arch, it is preferred that the circumferential gap be offset from this, in particular by a central angle of

wenigstens annähernd 30° erst beginnt. Jf at least approximately 30° only begins. Jf

II

Ferner werden erfindungsgemäß unterschiedliche Querschnittsformen für den J; Furthermore, according to the invention, different cross-sectional shapes for the J;

Einlaufkanal in Abhängigkeit von der Feststoffbeladung des Gasstromes und der ' Inlet channel depending on the solids loading of the gas stream and the '

Konsistenz der Feststoffe vorgeschlagen, die im Zusammenhang mit bevorzugten J Consistency of solids suggested, which in connection with preferred J

Ausführungsformen erläutert werden, die aus der Zeichnung ersichtlich sind, lh fEmbodiments are explained, which can be seen from the drawing, lh f

der Zeichnung zeigen: hthe drawing show: h

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zyklonabscheider-Einlaufgehäuse schematisch im ? Fig. 1 shows a cyclone separator inlet housing according to the invention schematically in ?

Längsschnitt, %Longitudinal section, %

F/'g. 2 die Draufsicht auf das Einlaufgehäuse aus Figur 1 und fF/'g. 2 the top view of the inlet housing from Figure 1 and f

&iacgr; Fig. 3 bis 6 unterschiedliche Querschnitte des Einlaufkanals des Einlaufgehäuses. | &iacgr; Fig. 3 to 6 different cross sections of the inlet channel of the inlet housing. |

&iacgr;&iacgr; Das in dm Figuren 1 und 2 dargestellte Einlaufgehäuse wird auf einen Zyklon- ~: The inlet housing shown in Figures 1 and 2 is mounted on a cyclone ~ :

abscheider irgendeiner Ausführungsform oben aufgesetzt und bildet mit seiner 1 separator of any design is placed on top and forms with its 1

n. Umfangswand den oberen Teil des zylindrischen Abschnittes des Zyklongehäusesn. peripheral wall the upper part of the cylindrical section of the cyclone housing

i. Das Zyklongehäuse 1 wird an seinem oberen Ende von einer ebenen Deckelplatte 2 abgeschlossen, die in einer Radialebene des Zyklongeftäuses 1 liegte Am oberen Ende des Zyklongehäuses 1 ist in dessen Umfangswand ein Umfangsspalt 3 ausgebildet, der nach oben von der Deckelplatte 2 begrenzt wird. Entlang dieses Umfangsspaltes 3 mündet ein Einlaufkanal 4, der mit seiner Außenwand 5 entlang i. The cyclone housing 1 is closed at its upper end by a flat cover plate 2, which lies in a radial plane of the cyclone housing 1. At the upper end of the cyclone housing 1, a circumferential gap 3 is formed in its peripheral wall, which is limited at the top by the cover plate 2. An inlet channel 4 opens along this circumferential gap 3 , which with its outer wall 5 along

> I I> I I

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eines Splralbogens, der sich über einen Zentriwinkel von 180° hin erstreckt, das ZyklongeVäuse 1 umläuft und am radial Inneren Ende 7 des Sp'iralbogens tangential In die Wand des Zyklongehäuses 1 übergeht. Der Einlaufkanal 4 steht außerdem am radial äußeren Ende 6 des Sp'iralbogens um ein Viertel bis ein Drittel seiner Querschnittshöhe über die Deckelplatte 2 nach oben hinaus und verläuft zum radial inneren Ende 7 des Spiralbogens hin abfallend geneigt, wo er mit seiner oberen Wand 9 stufenfrei in die ebene Deckenplatte 2 übergeht. Die Unterkante IO des Umfangsspaltes 3 verläuft ebenfalls zum radial inneren Ende 7 des Spiralbogens hin geneigt, und zwar parallel zur oberen Wand 9 des Einlaufkanals 4. a spiral arch which extends over a central angle of 180°, runs around the cyclone housing 1 and merges tangentially into the wall of the cyclone housing 1 at the radially inner end 7 of the spiral arch. The inlet channel 4 also projects upwards above the cover plate 2 by a quarter to a third of its cross-sectional height at the radially outer end 6 of the spiral arch and runs inclined downwards towards the radially inner end 7 of the spiral arch, where it merges seamlessly with its upper wall 9 into the flat cover plate 2. The lower edge 10 of the circumferential gap 3 also runs inclined towards the radially inner end 7 of the spiral arch , parallel to the upper wall 9 of the inlet channel 4.

Dem spiralbogenförmigen Teil des Einlaufkanals 4 ist gemäß Figur 2 ein gerader Kanalabschnitt 13 vorgeschaltet, der mit seiner radial inneren Wand 8 in Höhe des radial äußeren Endes 6 des Spiralbogens tangential in die Umfangswand des Zyklongehäuses 1 übergeht. Der Umfangsspalt 3 hingegen beginnt mit seiner Vorderkante um 30° entlang des Spiralbogens gegenüber dessen radial äußerem Ende 6 versetzt, so daß das Innere des Kanals 4 bis zu der Vorderkante 11 des Umfangsspaltes 3 mit einem Abdeckabschnitt 12 abgedeckt ist. Die untere Begrenzungskante 10 des Umfangsspaltes 3 verläuft auf dem gleichen Niveau wie 20 der angrenzende Teil der unteren Wand des Einlaufkanals 4.According to Figure 2 , the spiral-arc-shaped part of the inlet channel 4 is preceded by a straight channel section 13, which with its radially inner wall 8 merges tangentially into the peripheral wall of the cyclone housing 1 at the level of the radially outer end 6 of the spiral arc. The peripheral gap 3, on the other hand, begins with its front edge offset by 30° along the spiral arc with respect to its radially outer end 6, so that the interior of the channel 4 up to the front edge 11 of the peripheral gap 3 is covered with a cover section 12. The lower boundary edge 10 of the peripheral gap 3 runs at the same level as the adjacent part of the lower wall of the inlet channel 4.

In den Figuren 3 bis 6 sind unterschiedliche Querschnittsformen des Einlaufkanals \ 4 in Höhe des radial äußeren Endes 6 des Spiralbogens dargestellt, die je nach Figures 3 to 6 show different cross-sectional shapes of the inlet channel \ 4 at the level of the radially outer end 6 of the spiral arch, which, depending on

j Feststoffbeladung des in das Zyklon einlaufenden Gasstromes bevorzugt werden. j Solids loading of the gas stream entering the cyclone is preferred.

• 25 Der aus Figur 3 ersichtliche Kanalguerschnitt wird für eine mittlere Feststoffbe- • 25 The channel cross-section shown in Figure 3 is designed for a medium solids content.

ladung des Gasstromes bevorzugt. Dieser Querschnitt ist sechseckig. Die oberecharging of the gas flow is preferred. This cross section is hexagonal. The upper und die untere Sechseckseite sind senkrecht zur Zyklonachse ausgerichtet. Wohingegen die der radial inneren Wand und der Außenwand des Einlaufkanals zugeordneten Sechseckseiten parallel zur Zyklonachse ausgerichtet sind und die beidenand the lower hexagon side are aligned perpendicular to the cyclone axis. Whereas the hexagon sides associated with the radially inner wall and the outer wall of the inlet channel are aligned parallel to the cyclone axis and the two einander gegenüberliegenden restlichen Sechseckseiten parallel zueinander schräg zur Zyklonachse angestellt sind.the remaining opposite hexagon sides are parallel to each other and inclined to the cyclone axis.

Bei hohen Feststoffbeladungen des Gasstromes wird die Querschnittsform nach Figur 4 bevorzugt. Dieser Querschnit ist im oberen Drittel rechteckig mit ausge- rundeten Ecken und hat im restlichen Querschnittsteil die Form eines rechtwinkligen Dreiecks mit nach unten weisender spitzwinkliger Dreiecksspitze, die an If the gas flow contains a high solids content, the cross-sectional shape shown in Figure 4 is preferred. This cross-section is rectangular in the upper third with rounded corners and has the shape of a right -angled triangle in the remaining part of the cross-section with an acute-angled triangle pointing downwards, which

• f · 4 «• f · 4 «

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der Zyk/onwand liegt, wobei die Hypotenuse des Dreiecks leicht konkav verläuft. the cyclone wall , with the hypotenuse of the triangle being slightly concave.

Die Querschnittsform des Einlaufkanals 4 aus Figur 5 ist für geringe f'eststoffbeladungen des Gasstroms vorgesehen. Dieser Querschnitt ist fünfeckig, wobei die untere Fünfeckseite schräg zur Zykonachse zur Zyklonwand hin abfällt, die sich daran an der Außenwand 5 des Einlaufkanals 4 nach oben anschließende FUnfeckseite parallel zur Zyklonachse verläuft und die sich daran nach oben anschließende Fünfeckseite schräg zur Zyklonachse ansteigt, wohingegen die die obere Wand 9 bildende Fünfeckseite senkrecht zur Zyklonachse ausgerichtet ist. The cross-sectional shape of the inlet channel 4 in Figure 5 is intended for low solids loadings of the gas flow. This cross-section is pentagonal, with the lower pentagonal side sloping diagonally to the cyclone axis towards the cyclone wall, the pentagonal side adjoining it upwards on the outer wall 5 of the inlet channel 4 running parallel to the cyclone axis and the pentagonal side adjoining it upwards rising diagonally to the cyclone axis, whereas the pentagonal side forming the upper wall 9 is aligned perpendicular to the cyclone axis.

Die Querschnittsform des Elnlaufkanals 4 aus Figur 6 ist für klebrige Feststoffe vorgesehen. Der Querschnittsumriß verläuft von der Deckelplatte 2 des Zyklonge häuses aus entlang der oberen Kanalwand 9 und der Außenwand 5 des Einlaufkanals als Kreisbogen und fällt dann entlang der unteren Kanalwand schräq nach unten zur Zyklongehäusewand hin ab. The cross-sectional shape of the inlet channel 4 from Figure 6 is intended for sticky solids. The cross-sectional outline runs from the cover plate 2 of the cyclone housing along the upper channel wall 9 and the outer wall 5 of the inlet channel as a circular arc and then falls diagonally downwards along the lower channel wall towards the cyclone housing wall.

Claims (7)

VIERING & JENTSCHURAVIERING & JENTSCHURA zugelassen beim Europäischen Patentamt
European Patent Attorneys — Mandataires en Brevets Europeensadmitted to the European Patent Office
European Patent Attorneys — Representatives and European Certificates DipWng. Hans-Martin Viering · DipWng. Rolf Jentschura ■ Steinsdorfstraße 6 · D-8000 München Anwaltsakte 6177 DipWng. Hans-Martin Viering · DipWng. Rolf Jentschura ■ Steinsdorfstraße 6 · D-8000 Munich Attorney file 6177 DOZENT-/GmbH Kruppstr. 82 D-4300 EssenDOZENT-/GmbH Kruppstr. 82 D-4300 Essen ZyklonabscheiderCyclone separator ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Zyklonabscheidtr mit einem im oberen Abschnitt zylindrischen Zyklongehäuse „_ mit in einer Radialebene desselben angeordneter ebener Deckelplatte, unter welcher am oberen Ende des Zyklongehauses entlang eines in diesem ausgebildeten Umfangsspaltes ein Einlaufkanal mündet, der sich mit seiner dem Zyklongehäuse abgewandten Außenwand entlang eines Spiralbogens erstreckt, an dessen radial äußerem Ende dsr Einlaufkanal mit seiner radial inneren Wand In die Wand des Zyklongehauses tangential übergeht und an dessen radial innerem Ende der Einlaufkanal mit seiner Außenwand tangential in die Wand des Zyklongehäuses übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (U) mit seiner oberen Wand O) am radial äußeren Ende (6) des Spiralbogens über die Deckelplatte (2) axial nach oben hinaussteht und entlang des 2Q Spiralbogens geneigt verläuft und an dein radial inneren Ende (7) des Spiral bogens stufenfrei In die Deckelplatte (2) einläuft, wobei die untere Segrenzungskante (10) des Umfangsspaltes (3) parallel zur oberen Wand O) des Einlaufkanals (U) geneigt verläuft. 1. Cyclone separator with a cyclone housing which is cylindrical in the upper section and has a flat cover plate arranged in a radial plane of the same, under which an inlet channel opens at the upper end of the cyclone housing along a circumferential gap formed therein, which extends with its outer wall facing away from the cyclone housing along a spiral arc, at the radially outer end of which the inlet channel with its radially inner wall merges tangentially into the wall of the cyclone housing and at the radially inner end of which the inlet channel with its outer wall merges tangentially into the wall of the cyclone housing, characterized in that the inlet channel (U) with its upper wall O) at the radially outer end (6) of the spiral arc projects axially upwards beyond the cover plate (2) and runs inclined along the 2Q spiral arc and runs steplessly into the cover plate (2) at the radially inner end (7) of the spiral arc, the lower boundary edge (10) of the circumferential gap (3) runs parallel to the upper wall O) of the inlet channel (U). l/kr
Telefon (0 89) 29 34 13 und 29 34 14 ■ Telefax (0 89) 22 839 20 ■ Telex 17 898 454+ · Telegramm Steinpat München l/kr
Telephone (0 89) 29 34 13 and 29 34 14 ■ Fax (0 89) 22 839 20 ■ Telex 17 898 454+ · Telegram Steinpat Munich » ■ B ·» ■ B · 2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der2. Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the Spiralbogen über einen Zentriwinkel von wenigstens annähernd ISO" erstreckt.Spiral arc extends over a central angle of at least approximately ISO". 3. Zyklonabscheider nach Anspruch 1 oder 2S dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsspalt (3) um einen Zentriwinkel von wengistens annähernd 30° gegen das radial äußere Ende (6) des Spiralbogens versetzt beginnt. 3. Cyclone separator according to claim 1 or 2 S , characterized in that the circumferential gap (3) begins offset by a central angle of at least approximately 30° against the radially outer end (6) of the spiral arc. 4. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal W am radial äußeren Ende des Spiralbogens einen Sechseckquerschnitt aufweist, dessen obere und untere Sechseckseite senkrecht zur Zykonachse ausgerichtet ist, dessen der radial inneren IVan^ und der Außenwand des Einlaufkanals zugeordneten Sechseckseiten parallel zur Zyklonachse ausgerichtet sind und dessen beiden einander gegenüberliegenden restlichen Sechseckseiten schräg zur Zyklonachse angestellt sind (Fig. 3). 4. Cyclone separator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet channel W at the radially outer end of the spiral arc has a hexagonal cross-section, the upper and lower hexagonal sides of which are aligned perpendicular to the cyclone axis, the hexagonal sides of which assigned to the radially inner IVan^ and the outer wall of the inlet channel are aligned parallel to the cyclone axis and the two remaining hexagonal sides of which are opposite one another and are set obliquely to the cyclone axis (Fig. 3). 5. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal W am radial äußeren Ende des Spiralbogens einen Querschnitt aufweist, der im oberen Drittel rechteckig mit ausgerundeten Ecken, und im restlichen Querschnittsteil etwa dreieckig mit nach unten weisender spitzwinkliger Dreiecksspitze verläuft, die an der Zyklonwand liegt (Fig. 4&lgr;5. Cyclone separator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet channel W at the radially outer end of the spiral arc has a cross-section which is rectangular with rounded corners in the upper third and approximately triangular in the remaining cross-section with an acute- angled triangular tip pointing downwards, which lies on the cyclone wall (Fig. 4&lgr; 6. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal W am radial äußeren Ende des Spiralbogen* einen fünfeckigen Querschnitt aufweist, dessen untere Fünfeckstsite schräg zur Zyklonachse zur Zyklonwand hin abfällt, dessen sich daran an der Außenwand des Einlautkanals nach oben anschließende Fünfeckseite parallel zur Zyklonachse verläuft und dessen sich daran nach oben anschließende Fünfeckseite jchräg zur Zyklonachse ansteigt (Fig. 5). 6. Cyclone separator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet channel W at the radially outer end of the spiral arc* has a pentagonal cross-section, the lower pentagonal side of which slopes down obliquely to the cyclone axis towards the cyclone wall, the pentagonal side of which adjoins it upwards on the outer wall of the inlet channel runs parallel to the cyclone axis and the pentagonal side of which adjoins it upwards rises diagonally to the cyclone axis (Fig. 5). 7. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal W am radial äußeren Ende des Spiralbogens einen Querschnittsumriß aufweist, der von der Deckelplatte 'I) des Zyklonnqehäuses aus entlang der oberen Wend des Einldufkanals und der Außenwand des Elnlavfka- rials ah Kreisbogen verläuft und entlang der unteren Kanalwand scnrä'g nach unten zur Zyklongehäusewand abfällt (Flg. 6). 7. Cyclone separator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet channel W at the radially outer end of the spiral arc has a cross-sectional outline which runs from the cover plate (1) of the cyclone housing along the upper turn of the inlet channel and the outer wall of the inlet channel in a circular arc and slopes downwards along the lower channel wall to the cyclone housing wall (Fig. 6).
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