DE8810168U1

DE8810168U1 - Vorrichtung zur Abtrennung partikelförmiger Substanzen

Info

Publication number: DE8810168U1
Application number: DE8810168U
Authority: DE
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1988-10-13

Description

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BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG

4300 e«««n 13 (Kray)

Frnni-Fitchsr-Weg 41 Telefon (0201) 105-1

04.08.1988
Gebrauchsmusteranmeldung ZV-PV1/18/88 Ha/Lü

Vorrichtung zur Abtrennung partikelförmiger Substanzen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere zur Abscheidung partikelförmiger gasgetragener Substanzen, wobei beispielsweise der substanzentragende Gasstrom mittels eines über einen Motor angetriebenen Lüfterrades angesaugt und beschleunigt wird und die gröberen Partikel in einem Abscheideraum gesammelt werden.

Eine Partikelabscheidevorrichtung herkömmlicher Bauweise besteht zumeist, wie gattungsgemäß ausgeführt, aus einem Abscheidesystem beispielsweise einem Zyklon sowie einem dem Zyklon nachgeschalteten und mit einem Antriebsmotor versehenen Gebläse. Der Nachteil derartiger Vorrichtungen besteht im wesentlichen in einer räumlich aufwendigen Bauweise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, insbesondere zur Abscheidung partikelförmiger Substanzen zu schaffen, welche die Nachteile der bisherigen Konstruktionen vermeidet und bei welcher der Lufttransport gleichzeitig mit der Abscheidung verbunden ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in einem Gehäuse umlaufenden, den Gasstrom zentral durch das Gehäuse ansaugende, radial verlaufende Kanäle sowie im Anschluß an die Kanäle eine ringförmige Abscheidekammer aufweisende Lüfterrad als Abscheider ausgebildet ist und daß die Kanäle vor der ringförmigen Abscheidekammer mit sich gegenüberliegenden Austrittsöffnungen versehen sind und

ich in Drehrichtung erweiternder in einem tangentialen austrittendender Austrittskanal vorgesehen ist.

Die Herstellung eines als Abscheider ausgebildeten Lüfterrades ist einfach unter Zugrundelegung einer entsprechenden Scheibe beispielsweise aus Plexiglas, in welche beispielsweise radial angeordnete Bohrungen als Kanäle eingebracht werden. Quer zu den Kanälen werden Austrittsöffnungen ebenfalls durch Bohrungen eingebracht. Die Kanäle enden in einer auf den Umfang des Lüfterrades angebrachten ringförmigen Abscheidekammer, die bis auf den Zugang durch die Kanäle dicht abgeschlossen ist und zum Zwecke der Entleerung vom Lüfterrad abnehmbar ausgebildet ist.

Im Zentrum des Lüfterrades befindet sich eine Eintrittsöffnung mit einem Strömungskegel, über welchen die angesaugte, die partikeltragende Strömung in die Kanäle eingeleitet wird. Die gesamte Vorrichtung wird vervollständigt durch ein Gehäuse, in welchem ein das Löfterröd umgebender spiralförmiger Austrittskanal angeordnet ist und einen entsprechenden Antriebsmotor, der auf dem Gehäuse angelenkt ist.

Ein solcher Motor versetzt das Lüfterrad in die entsprechende Rotation mit beispielsweise 10.000 Umdrehungen/min. Bei dieser Rotation wirken hohe

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I I I I I 11I₁ lift Zentrifugalkräfte ajf den Luftatrom innerhalb der Kanäle.

jf Aufgrund dieser Kräfte wird der die partikeltragende Luftstrom radial nach außen gedruckt. Oa die Kanäle jedoch durch eine ringförmige Abscheidekammer am Ende verschlossen sind, kann die Luft nach einer Umlenkung, beispielsweise in einem Winkel von 90 Grad nur aus den Austrittsöffnungen entweichen. Innerhalb des Gehäuses wird die Luft gesammelt und über den spiralförmig sich vergrößernden Austrittskanal herausgedrückt.

Der austretende Luftstrom lä!3t im Bereich des Eintritts in das Lüfterrad einen Unterdruck entstehen, der ein Einströmen bzw. Nachströmen eines entsprechenden Luftstromes über den Eintrittsstutzen und den Strömungskegel ermöglicht. Die im Luftstrom enthaltenden partikelförmigen Substanzen werden in den Kanälen beschleunigt und der erwähnten Zentrifugalkraft ausgesetzt.

Im Bereich der in Richtung der Achse des Lüfterrades angeordneten, rechtwinklig angesetzten Austrittsöffnungen geschieht die Abtrennung und Abscheidung. Die Partikel fliegen infolge der Massenträgheit innerhalb der Kanäle weiter in Richtung in die Abscheidekammer, wogegen die Luft nur noch mit feinsten Teilchen beladen die Umlenkung durcf, die Austrittsöffnung vollzieht.

Eine solche Abtrennung ist sehr effektiv, da mehrere Faktoren zusammenwirken. Zunächst werden die Partikel in den Kanälen mit dem Luftstrom beschleunigt und zusätzlich durch die hohe Drehzahl hohen g-Werten ausgesetzt. In der Abtrennungszone vollzieht sich eine Art Loch-Impaktion. "Untsr Impaktion ist die Partikelabssheidung zu verstehen, die eintritt, wenn ein partikelbeladener, Hochgeschwindipkeitsstrahl senkrecht auf eine Prallfläche schießt unü «rie Teilchen infolge der Trägheit auf der Fläche abgeschieden

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werden. Die sogenannte Loch-Impaktion hat gegenüber der normalen Impaktion folgende Vorteile:

Bei der Normalimpaktion werden die Partikel auf einem sich aufbauenden Kegel bestehend aus den Partikeln abgeschieden. Der anwachsende Kegel hat je nach Größe unterschiedliche Hafteigenschaften für die nachfolgenden Partikel. Außerdem wirkt der Kegel als Strömungsleitkegel, was die Umlenkung abschwächt. Ferner kann er sich ganz oder teilweise durch den vorbeiströmenden Luftstrom ablösen. Die Loch-Impaktion inipaktiert nicht auf eine Fläche, sondern in ein Sackloch. Hierdurch baut sich kein Pa.Ttikelkegel auf und alle vorher beschriebenen Fehler entfallen. Es vollzieht sich eine saubere Impaktion ohne störende Nebeneffekte. Außerdem können große Mengen impaktiert werden, da dis ringförmige Abscheidekammer ein großes Fassungsvolumen aufweist.

Durch die Kombination eines speziellen Lüfterrades mit einem Lochimpaktor läßt sich eine einfache Einheit zum Lufttransport und zur Partikelebscheidung herstellen. Für eine Klassierung verschiedener Partikelgrößen ist auch eine mehrstufige Apparatur eben zur Abtrennung unterschiedlicher Impaktionen mit größer werdenden Durchmessern vorgesehen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeich« nungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Ee zeigen:

Fig. 1 ein Schnitt durch eine in schematisierter

Form wiedergegebene Vorrichtung zur Abscheidung partikelförmlger Substanzen

Fig. 2 eine teilweise Vergrößerung eines Aus

schnittes nach Fig. 1

Fig. 3 einen Schnitt durch das ein Lüfterrad

aufnehmendes Gehäuse und

Fig. 4 ein Auefühfungebiiepiel &bgr;&iacgr;&pgr;&bgr;&bgr; zweistufigen als Abscheider ausgebildeten Lüfterrade«

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Wie aus der schematisierten Darstellung im Schnitt nach Fig.

1 zu entnehmen ist, besteht die Vorrichtung zur Abtrennung partikelförmiger Substanzen aus einem Gehäuse 1, in welchem ein über einen mit einer Drehzahlregelung versehenen Motor 3 angetriebenes Lüfterrad 2 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 ist auf der dem Antriebsmotor 3 gegenüberliegenden Seite mit einem Eintrittsstutzen 11 versehen, über welchen de» partikelformige Substanzen tragende Luftstrom angesaugt wird und über einen Strömungskegel 12 in die radial im Lüfterrad

2 verlaufenden Kanäle 6 geführt wird. Wie aus der schematisiert dargestellten Vorrichtung nach den Fig. 1 und

3 hervorgeht, enden die Kanäle 6 in einer ringförmigen Abscheidekammer 7. Der Verlauf der Strömung in den Kanälen 6 ist durch die Pfeile in der Detaildarstellung nach Fig. 2 besonders hervorgehoben.

Das dem Lüfterrad 2 in etwa angepaßte Gehäuse 1 ist so konstruiert, daß um das Lüfterrad 2 herum im Anschluß an die ringförmige Abscheidekammer 7 ein Austrittskanal gebildet ist, der sich spiralförmig erweitert und in einem tangentialen Austritt 9 endet.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungebeispiel eines zweistufigen Lüfterrades 2 zeigt im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausbildung des Lüfterrades 2 das am Ende der Kanäle 6 jeweils nur eine Austritteöffnung 8 b-zw. 8' vorgesehen ist. Die Anzahl der Stufen innerhalb eines Lüfterrades kann beliebig gewählt werden. Die .Abscheidekammern 7, 7* sind jeweils abnehmbar mit der übrigen Konstruktion des Lüfterrades 2 verbunden.

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&igr; Gehäuse

2 Lüfterrad

3 Antriebsmotor

4 Antriebswelle

5 Aufnahmezapfen

6, 6' Kanal

7, 7* Abscheidekammer

8, 8¹ Austrittsöffnung 9 Austritt

10 Austrittskanal

11 Eintrittsstutzen

12 Strömungskegsl

Claims

BERGWERKSVBRBAISFD GMBH

VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG

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Gebrauchsmusteranmeldung 04.08.1988

ZV-PV1/18/88 Ha/Lü

Vorrichtung zur Abtrennung partikelförmiger Substanzen

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung, insbesondere zur Abscheidung partikelförmiger gasgetvagener Substanzen, wobei der beispielsweise die Substanzen tragende Gasstrom mittels eines über einen Motor angetriebenen Lüfterrades angesaugt und beschleunigt wird und die gröberen Partikel in einem Abscheideraum gesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Gehäuse (1) umlaufende, den Gasstrom zentral durch das Gehäuse (1) ansaugende, radial verlaufende Kanäle (6) sowie im Anschluß an die Kanäle (6) eine ringförmige Abscheidekammec- (7) aufweisende Lüfterrad (2) als Abscheider ausgebildet ist und daß die Kanäle (6) vor der ringförmigen Abscheidekammer (7) mit «ich gegenüber liegenden Austrittsöffnungen (8) versehen sind und zwischen Lüfterrad (2) und Gehäuse (1) ein sich in Drehrichtung erweiternder in einen tangentialen Austritt (9) endender Austrittskanal (10) vorgesehen ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanäle (8) parallel zur Lüfterradachse verlaufende ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (2) auf der dem Antriebsmotor (3) gegenüberliegenden Seite mit einem in den Eintrittsstutzen (11) des Gehäuses (1) ragenden Strömungskegel (12) versehen ist, an welchen sich die Kanäle (6) anschließen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Abscheidekammer (7) vom Lüfterrad (2} lösbar ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der über eine Antriebswelle (4) mit dem Lüfterrad (2)verbundene Antriebsmotor (3) mit einer Drehzahlregelung versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (2) zwei geteilt ineinandersetzbar ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

Lüfterrad (2) als mehrstufiger Abscheider ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einet mehrstufigen Ausbildung des Lßfterrades (2) die radial verlaufenden Kanäle (6, 6') nur einseitig mit Austrittsöffnungen (8, 8') versehen sind, wobei die einseitig engeordneten Austrittsöffnungen (8,, 8') in xlie radial verlaufenden Kanäle (6, 6') der nächsten, mit einem größeren Durchmesser versehenen Stufe des Lüfterrades (2) übergehen.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe eines Lüfterrades (2) mit einer ringförmigen Abecheidekammer (7) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, d3ß die ringförmige Abscheidekammer (7, 7') vom Lüfterrad abnehmbar ausgebildet ist.