DE932404C - Fliehkraftabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Fliehkraftabscheider, die durch die Wirkung der Fliehkräfte feste oder flüssige Bestandteile aus Luft oder Gasen ausscheiden. Die allgemein bekannte Wirkung dieser Abscheider besteht darin, daß das zu reinigende Gas durch eine entsprechende Eintrittsleitvorrichtung (z. B. tangentialer Gaseintritt in die Schleuderkammer oder axiale Drallvorrichtung od. dgl.) im Schleuderkammer raum in rasch rotierende Bewegung versetzt wird, wodurch die abzuscheidenden Teilchen infolge der Fliehkräfte an die Wand getrieben werden. Infolge der Schwerkraft und evtl. vorhandener Sekundärströmung gelangen die Teilchen in den am Ende der Schleuderkammer angebrachten Sammelbehälter beliebiger Form und werden dort abgeschieden. Das Gas verläßt den Fliehkraftabscheider mehr oder weniger gereinigt durch das zentrale Austrittsrohr.

Der Nachteil derartiger Abscheider besteht darin, daß der nachstehend näher beschriebene Wirbelkern, der sich bei jeder Rotationsströmung bildet, aus dem Staubsammelbehälter einen großen Teil der darin abgeschiedenen Teilchen — insbesondere der feinen Teilchen niederer Sinkgeschwindigkeit (Staub u. dgl.) — wieder in den Schleuderkammer raum einsaugt. Infolge der niederen Sinkgeschwindigkeit der feinen Teilchen bildet sich im Schleuderkammer raum eine dichte Staubwolke aus, die durch Eigenreibung die Umlaufströmung bremst und damit das Fliehkraftfeld schwächt. Dazu kommt, daß die in schneller Eigenrotation befindlichen Staubteilchen durch gegenseitige Stöße aus ihrer Bahn getrieben werden und ein Teil davon zur Drehachse des Wirbels hingestoßen wird, so daß letztere Teilchen vom austretenden Gasstrom erfaßt und ins Freie geblasen

werden. Beide Einflüsse bewirken, daß ein großer Teil· des Staubes "durch das Gasabzugrohr ins Freie gelangt. Dadurch sinkt der Ausscheidungswirkungsgrad des Fliehkraftabscheiders für feine Teilchen erheblich. ' ;- ·

Erfindungsgemäß soll die eben beschriebene, für den Ausscheidungswirkungsgrad des Abscheiders schädliche Konzentration feiner Teilchen im Schleuderkammer raum verhindert werden, ίο Es ist bekannt, daß die in der Natur vorkommenden Windhosen einen stark saugenden Wirbelkern haben, der dort, wo er am Boden auftritt, Gegenstände hochsaugt (Dächer abdeckt usw.). Jede Rotationsstromung hat einen derartigen stark saugenden Wirbelkern. Der Wirbelkern des Fliehkraftabscheiders wird, wie meistens üblich, bis in den Staubsammelbehälter geführt, dort jedoch erfindungsgemäß in einiger Entfernung vom unteren Ende der Schleuderkammer durch eine kleine Scheibe begrenzt, so daß der Wirbelkern nicht bis zum Grunde des Staubsammelbehälters vordringen und einen großen Teil des dort abgesetzten, Staubes wieder in die Schleuderkammer einsaugen kann.

Die eben beschriebene Scheibe soll erfindungsgemäß nur den Wirbelkern abdecken und ist daher klein im Verhältnis zum Schleuderkammerdurchmesser, um den Durchtritt des Staubes von der Schleuderkammer in den Absetzbehälter nicht zu behindern.

Erfindungsgemäß soll sich die Scheibe, die den Wirbelkern begrenzt, im Staubsammelraum selbst in Verlängerung der Drehachse des Wirbelkerns in einiger Entfernung vom untersten Rand der Schleuderkammer befinden.

Die Wirkung dieser Anordnung ist: Der oberhalb der Scheibe entstehende Wirbelkern saugt je Zeiteinheit eine gewisse Luftmenge aus dem Staubsammelbehälter, die aus dem Schleuderkammerraum ergänzt werden muß, d. h. in der Schleuderkammer tritt eine erwünschte kräftige Luftbewegung (Sekundärströmung) in Richtung zum Staubsammelbehälter auf, die bis über das Sehleuderkammerende hinaus anhält, falls die Scheibe in genügend großem Abstand von dem untersten Rand der Schleuderkammer angeordnet ist, und die den durch die Fliehkräfte getrennten Staub schnell dem Staubsammelbehälter zuführt. Diese Sekundär strömung im Schleuderkammerraum bis in den Staubsammelbehälter hinein ist nötig, um den durch die Fliehkräfte getrennten Staub schnell aus dem Schleuderkammerraum zu entfernen und damit die eingangs erwähnte schädliche Staubkonzentration im Schleuderkammerraum zu vermeiden, die sich infolge der niederen Sinkgeschwindigkeit der Teilchen (und des Zuströmens immer neuer staubhaltiger Luft in die Schleuderkammer) ergeben würde, falls die Staubaustragung nur der Schwerkraft überlassen würde. Es sind Ausführungen von Fliehkraftabscheidern bekannt, die im untersten Teil des zylindrischen oder sich diffusorartig erweiternden Teils der Schleuderkammer eine kreisförmige horizontale Platte oder einen Konus aufweisen, derart, daß I zwischen ihr und der Schleuderkammer ein Ringspalt entsteht. '

Der Zweck dieser Platte ist jedoch ein anderer als der nach der Erfindung, da hierbei die eben beschriebene Sekundärströmung bis in den. Staubsammelbehälter hinein nicht auftritt, vielmehr die Staubaustragung aus der Schleuderkammer der Schwerkraft überlassen bleibt und sich damit eine schädliche Staubkonzentration in der Kammer ergibt.

Der Abstand der Scheibe vom unteren Ende der Schleuderkammer richtet sich beim Erfmdungsgegenstand nach dem Durchmesser der Schleuderkammer, der Staubkonzentration und der Staubqualität und überschreitet nicht den Schleuderkammerdurchmesser.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch Anbringen eines Mantels, der den Boden gegen seitlichen Staubzutritt schützen soll, noch erhöht werden. Zweckmäßigerweise wird dieser Staubschutzmantel durch einen an seiner Grundfläche offenen Kegelstumpfmantel gebildet, dessen oberer Teil in die Schleuderkammer geringfügig hineinragt und eine im Verhältnis zum Schleuderkammerdurchmesser kleine öffnung aufweist, d. h. nur so groß, um den Wirbelkern ins Kegelmantelinnere eintreten zu lassen, der dort durch die Scheibe begrenzt wird.

Die von dem auf der Scheibe entstehenden Wirbelkern abgesaugte Luftmenge muß aus dem Schleuderkammerraum ergänzt werden. Da der Wirbelkern erfindungsgemäß die obere öffnung des Kegelstumpfmantels ganz ausfüllt, bildet sich diese in Richtung zum Staubsammelbehälter fließende Sekundärströmung auf der Außenseite des Kegelstumpfmantels aus, umströmt dessen Unterkante und tritt ins Innere des Kegelstumpfmantels ein, wo sie dem Wirbelkern zuströmt. Diese Sekundärströmung führt nun die im Fliehkräftfeld getrennten Staubteilchen schnell und sicher aus dem Schleuderkammer raum entlang der Außenseite des Kegelstumpfmantels dem Staubsammelbehälter zu.

Erfindungsgemäß wird erreicht, daß der durch die Scheibe begrenzte Wirbelkern nur staubfreie Luft aus dem Staubsammelbehälter ansaugt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung schema tisch dar- no. gestellt.

Bild ι zeigt den Abscheider im Schnitt; Bild 2 ist eine Draufsicht auf den Abscheider. In die Schleuderkammer 1 tritt das Staub-Luft-Gemisch tangential ein'. Das gereinigte Gas verläßt die Kammer durch das Zentralrohr 2. Der Staub setzt sich im Konus 4 des Staubsammelbehälters 3 ab und wird am Auslaß 5 durch eine Klappe von Zeit zu Zeit entleert. Eine runde Blechscheibe 6, deren Durchmesser im Verhältnis zum Schleuderkammerdurchmesser klein ist, wird durch Stege 7 in Verlängerung der Schleuderkammerachse in geeigneter Entfernung vom unteren Rand der Schleuderkammer gehalten. Sie begrenzt den gestrichelt angedeuteten Wirbelkern 8, Der auf der Scheibe 6 im Staubsammelbehälter stark saugende

Wirbelkern löst im Schleuderkammerraum eine Sekundärströmung bis in den Staubsammelbehälter hinein aus, die die durch die Fliehkräfte getrennten Staubteilchen schnell dem Staubsammelbehälter zuführt. Gleichzeitig begrenzt die Scheibe 6 den Wirbelkern, so daß dieser nicht bis zum Staubsammelkonus 4 vordringen und einen großen Teil des dort abgesetzten Staubes wieder hochsaugen kann. Beide Einflüsse bewirken, daß eine nennenswerte Staubkonzentration im Schleuderkammerraum nicht mehr auftritt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt Bild 3, bei dem die Windhose durch einen Kegelstumpfmantel gegen seitlichen Staubzutritt geschützt ist. Bild 3 stellt einen Schnitt durch das Entstauberaggregat dar.

In die Schleuderkammer 1 tritt das Staub-Luft-Gemisch tangential ein. Das gereinigte Gas verläßt die Kammer durch das Zentralrohr 2. Der Staub setzt sich im Konus 4 des Staubsammelbehälters 3 ab und wird am Auslaß 5 durch eine Klappe von Zeit zu Zeit entleert. Ein achsmittig zur Schleuderkammerachse angebrachter Kegelstumpfmantel 9, dessen Spitze zur Schleuderkammer zu gerichtet ist, weist in Achsmitte eine öffnung 10 auf, gerade so groß, um den gestrichelt angedeuteten Wirbelkern 8, dessen Durchmesser rechnerisch oder experimentell bestimmt werden kann, in den Staubsammelbehälter 3 eintreten zu lassen, der dort durch die Scheibe 6 begrenzt wird. Der Kegelstumpfmantel beginnt zweckmäßigerweise bereits im Innern der Schleuderkammer, um die durch die Fliehkräfte getrennten Staubteilchen zu erfassen, und endet im Staubsammelbehälter in Höhe der Scheibe oder tiefer. - Kegelstumpfmantel 9 und Scheibe 6 werden durch Stege 7 gehalten.

Die Wirkung dieser Anordnung ist folgende: Der durch die Scheibe 6 im Staubsammelbehälter künstlich begrenzte Wirbelkern saugt an einer praktisch staubgeschützten Stelle des Staubsammelbehälters nur Luft aus demselben. Die durch den Wirbelkern angesaugte Luftmenge wird aus dem Schleuderkammerraum ergänzt, d. h. es setzt eine erwünschte Sekundärströmung bis in den Staubsammelbehälter hinein ein. Dadurch werden die im Schleuderkammerraum schwebenden Staubteilchen auf der Außenseite des Kegelstumpfmantels in stetig sich vergrößernden Spiralbahnen von der Drehachse des Wirbels weg bis zur Unterkante desselben geführt. Da die Spitze des Kegelstumpfmantels sich bis zum Durchmesser der Windhose erstreckt, werden auch sehr feine Staubteilchen, für die die Fliehkräfte zu gering sind, um an die Außenwand der Schleuderkammer zu gelangen, von der Luftströmung erfaßt und entlang der Außenseite des Kegelstumpfmantels dem Staubsammelbehälter zugeführt.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Fliehkraftabscheider, dessen Schleuderkammer in ihrem oberen Teil das zu reinigende Gas zugeführt erhält und die in ihrem unteren Teil in einem Staubsammelbehälter endigt, dadurch gekennzeichnet, daß im Staubsammelbehälter (3) in einiger Entfernung vom unteren Ende der Schleuderkammer (1) eine kleine Scheibe (6) angebracht ist, deren Durchmesser im Verhältnis zum Durchmesser der Schleuderkammer klein ist und die gegebenenfalls von einem Kegelstumpfmantel (9) umgeben ist, dessen obere öffnung (10) ebenfalls klein ist im Verhältnis zum Durchmesser der Schleuderkammer, mit der Maßgabe, daß der Querschnitt des Staubsammelbehälters wesentlich größer ist als der Endquerschnitt der Schleuderkammer.

2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand, in dem die Scheibe (6) unterhalb des Schleuderkammerendes angebracht ist, den Innendurchmesser der Schleuderkammer (1) nicht überschreitet.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 612 384, 679 138, 676, 598 423, 587 474, 639 433;

schweizerische Patentschriften Nr. 176 352,

Radex-Rundschau, Mai 1949, S. 93;
Staub, Heft 38, S. 533.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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