DE974871C

DE974871C - Centrifugal separator

Info

Publication number: DE974871C
Application number: DEV4159A
Authority: DE
Inventors: Pierre Georges Vicard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-03-22
Filing date: 1951-12-25
Publication date: 1961-05-18

Description

Fliehkraftscheider Die Erfindung bezieht sich auf Fliehkraftabscheider und betrifft insbesondere eine Verbesserung mit dein Ziel, eine möglichst vollständige Abscheidung mit geringer Energie zwischen Flüssigkeiten oder Gas verschiedener Dichte, zwischen Flüssigkeit und Gas, zwischen Flüssigkeit oder Gas und suspendierten Festteilchen zu erreichen.Centrifugal separators The invention relates to centrifugal separators and in particular concerns an improvement with your goal of being as complete as possible Low energy separation between liquids or gases of different densities, between liquid and gas, between liquid or gas and suspended solid particles to reach.

In bekannten Fliehkraftabscheidern unterwirft man das Medium (flüssig oder gasförmig) einer rotierenden Bewegung, und zwar solange es erforderlich ist, um die Festteile oder die Flüssigkeit größter Dichte vollkommen nach außen abzuscheiden. Man versetzt dabei laufend unnötigerweise einen beträchtlichen Teil des Mediums in Bewegung, und zwar den, der am schnellsten abgeschieden worden ist.In known centrifugal separators, the medium (liquid or gaseous) a rotating movement, for as long as it is necessary in order to completely separate the solid parts or the liquid of the greatest density to the outside. A considerable part of the medium is constantly being unnecessarily displaced in motion, namely the one that has been deposited the fastest.

Andererseits vollzieht sich der Austritt des abgeschiedenen Mediums mit einem Druckhöheverlust, woraus sich bei einem gegebenen Resultat ein beträchtlicher Energieverlust ergibt.On the other hand, the separated medium escapes with a pressure head loss, which for a given result becomes a considerable Energy loss results.

Schließlich zeigt sich bei einem zu behandelnden Medium, welches feine Teilchen in Suspension enthält, daß sich diese mit dem Medium innig mischen (dies wird durch die Viskosität des Mediums aufrechterhalten) und die Teilchen nicht abgeschieden werden.Finally, a medium to be treated shows that it is fine Contains particles in suspension that they mix intimately with the medium (dies is maintained by the viscosity of the medium) and the particles are not deposited will.

Durch die Erfindung werden die vorstehend genannten Unzulänglichkeiten beseitigt.The invention eliminates the above-mentioned shortcomings eliminated.

Der neue Fliehkraftabscheider gehört zu derjenigen Gattung, durch die unter Vermeidung eines Sekundärwirbels ein Teil des Mediums in einem Ausschnitt oder mittleren Kern des Abscheiders abgetrennt und anschließend aus der ihn umgebenden kreisenden Masse in dem Maße, wie sich die Abscheidung vollzieht, nach außerhalb des Abscheiders abgeführt wird. Die Erfindung besteht in einer konzentrischen Wandung, die im geringen Abstand von einem durchgehenden, schneckenförmigen Schlitz des mittleren Rohres angeordnet ist, und in Umlenkmitteln in der Nähe der Kante des Schlitzes. Dieser Fliehkraftabscheider wird nach der Erfindung dadurch verbessert, daß- dem Medium vermittels eines konvergent-divergenten Kanals nach Art eines Venturis eine plötzliche Beschleunigung erteilt wird, die durch die entsprechende Ausbildung einer konzentrischen Wandung entsteht, die dem Schlitz und dem mittleren Abführungsrohr für das abgeschiedene Medium gegenüberliegt.The new centrifugal separator belongs to the genus through which, while avoiding a secondary vortex, is part of the medium in one Cutout or the central core of the separator and then separated from the surrounding area circling mass as the separation takes place to the outside the separator is discharged. The invention consists in a concentric wall, those at a small distance from a continuous, helical slot in the middle Tube is arranged, and in deflection means near the edge of the slot. This centrifugal separator is improved according to the invention in that the Medium by means of a convergent-divergent channel in the manner of a Venturi sudden acceleration is given by the appropriate training of a concentric wall arises, which is the slot and the central discharge pipe for the separated medium is opposite.

Man hat bereits vorgeschlagen, das Abzugsrohr von Zyklonenabschneidern schraubenförmig im Sinne der kreisenden Bewegung des Gasstroms zu schlitzen, um diese Bewegung und damit die Staubabscheidung günstig zu beeinflussen. Diese Schlitze und damit das Innere des Abzugsrohres stehen in freier Verbindung mit dem kreisenden Gasstrom. Nach einem anderen Vorschlag wird die Unterteilung des Abzugsrohres geschlossen, so daß das gereinigte Gas nur durch Löcher und Schlitze, die auch geschaufelt sein können, in das Reingasrohr übertreten kann. Gegen die dadurch entstehende Strömungsausbildung und gegen die Abscheidung von Staub im Unterende des Reingasrohres bestehen keine Bedenken. Auch wurde es für zweckmäßig gehalten, das Reingasrohr aus mehreren bis vielen konzentrischen Wandungen mit Löchern oder Schlitzen auszugestalten, wogegen im verstärkten Maße dieselben Bedenken der Staubabscheidung auf dem Boden des Reingasrohres einer erheblichen Widerstandserhöhung und einer im ganzen unübersichtlichen Strömung entstehen.It has already been proposed to use the exhaust pipe of cyclone cutters to slit helically in the sense of the circular movement of the gas flow in order to to favorably influence this movement and thus the dust separation. These slots and thus the inside of the exhaust pipe are in free connection with the circulating Gas flow. According to another proposal, the subdivision of the flue pipe is closed, so that the cleaned gas can only be shoveled through holes and slots can pass into the clean gas pipe. Against the resulting flow formation and against the separation of dust in the lower end of the clean gas pipe there are no Concerns. It was also considered appropriate to cut the clean gas pipe from several to to design many concentric walls with holes or slots, on the other hand to a greater extent the same concerns about dust separation on the bottom of the clean gas pipe a considerable increase in resistance and an overall confusing current develop.

Nach der Erfindung wird die technische Lehre verkörpert, nacheinander mit zwei verschiedenen Mitteln die Medien, nämlich das Gas und den Staub bzw. die Tröpfchen, zunächst in axialer und dann in radialer Richtung voneinander zu trennen.According to the invention, the technical teaching is embodied, one after the other with two different means the media, namely the gas and the dust or the Droplets, first in the axial and then in the radial direction to separate from each other.

Zum Unterschied gegenüber dem Bekannten ist zu diesem Zweck um den genannten Schneckengang und in einem geringen Abstand zu den übereinanderliegenden Zungen konzentrisch zu dem mittleren Rohr eine Wandung angeordnet, die einen Teil des kreisenden Mediums nach dem Schneckengang hinleitet, derart, daß ein Bruchteil des so geleiteten Mediums durch den Schneckengang in das mittlere Rohr eintritt, während sich der Überschuß an Medium mit dem um das Rohr erneut herum kreisenden Medium mischt.In contrast to the known, for this purpose it is about the called worm thread and at a short distance from the superimposed Tongues arranged concentrically to the central tube, a wall forming a part of the circulating medium leads to the worm gear, in such a way that a fraction the medium conveyed in this way enters the middle tube through the worm gear, while the excess of medium revolves with that around the pipe Medium mixes.

An der Eintrittswandung des mittleren Rohres sind Leitmittel bzw. Mittel zum Begradigen der Strömung derart angeordnet, daß das Medium kreisend zwischen den Zungen des mit dem Schneckengang versehenen Rohres eintritt und die kreisende Bewegung in eine solche Umlenkungsbewegung umgewandelt wird, daß das Medium durch dieses Rohr aus der Einrichtung abgeführt werden kann.At the inlet wall of the middle pipe there are guiding means or Means for straightening the flow arranged so that the medium orbiting between the tongues of the tube provided with the worm gear and the circling one Movement is converted into such a deflection movement that the medium passes through this pipe can be discharged from the facility.

Die konzentrische Wandung ist derart ausgebildet, daß sie in der Höhe des Schneckenganges einen konvergent-divergenten Kanal bildet, die (wie in einem Venturi) in dem divergenten Teil erreicht wird, der divergent fortgeführt, ist, um die kreisende Bewegung des Mediums aufrechtzuerhalten.The concentric wall is designed so that it is in height of the worm gear forms a convergent-divergent canal which (as in a Venturi) is reached in the divergent part which is continued divergent, to maintain the circular movement of the medium.

In der Tat vollzieht sich nach der Erfindung die Abscheidung nicht allein durch Fliehkraft über die ganze Stärke der wirbelnden Masse, sondern vor allem in dem im Innern dieser Masse liegenden Ausschnitt oder Kern, und erfolgt dort mit einer maximalen Wirksamkeit auf Grund des geringen Durchmessers dieses Kerns und seiner hohen Drehgeschwindigkeit und ohne Wirbel. Durch die besonders günstige Führung der kreisenden Bewegung und die Begradigung bzw. die Bewegungsumlenkung zum Auslaß hin tritt keine Wirbelbildung ein. Darüber hinaus wird auf Grund der plötzlichen Beschleunigung die Zentrifugierung von Medien, die Feinstteilchen mitführen, äußerst wirksam gestaltet.In fact, according to the invention, the deposition does not take place solely by centrifugal force over the whole strength of the whirling mass, but before especially in the section or core lying inside this mass, and takes place there with maximum effectiveness due to the small diameter of this Kerns and its high speed of rotation and without eddies. By the special favorable guidance of the circular movement and the straightening or the deflection of the movement there is no vortex formation towards the outlet. In addition, due to the sudden acceleration the centrifugation of media that carry fine particles, designed to be extremely effective.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung näher veranschaulicht.In the drawing, an embodiment of a device is schematically illustrated in more detail according to the invention.

Fig. t ist die Ansicht eines Fliehkraftabscheiders, dessen kegelstumpfartiger Außenbehälter teilweise geschnitten ist; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie X-Y der Fig. i ; Fig. 3 ist die Ansicht einer Abwicklung des mit dem Schneckengang versehenen Rohres mit an einer Längskante angeordneten Leitmitteln; Fig. q. ist eine vergrößerte Ansicht, ähnlich wie Fig. 2, die die Anordnung des konvengent-divergenten Kanals zeigt, der die Abscheidung der feinen Teilchen aus dem kreisenden Medium unterstützt.Fig. T is a view of a centrifugal separator, its frustoconical Outer container is partially cut; Fig. 2 is a section on the line X-Y of Fig. i; Fig. 3 is a development view of the one provided with the screw flight Tube with guide means arranged on a longitudinal edge; Fig. Q. is an enlarged View, similar to Fig. 2, showing the arrangement of the convengent-divergent duct shows, which supports the separation of the fine particles from the orbiting medium.

Man erkennt in der Zeichnung einen kegelstumpfartigen Außenbehälter a, an dessen Oberteil die. Zuführungsleitung b für das zu behandelnde Medium angeschlossen ist, die tangential- in die Vorrichtung eintritt. Diese Leitung führt das Medium bis zu Beginn der kreisenden Bewegung. Eine obere schneckenförmige Wandung c verlängert diese Leitung und versetzt das Medium in die Lage, diese kreisende Bewegung vollständig fortzusetzen und zurückzukehren, ohne sich unterhalb des Eintrittes zu stoßen.One recognizes in the drawing a frustoconical outer container a, on the top of which the. Feed line b connected for the medium to be treated which enters the device tangentially. This line carries the medium until the beginning of the circular movement. An upper helical wall c is extended this line and enables the medium to complete this circular motion continue and return without bumping yourself below the entrance.

Das kreisende Medium wird durch den konischen Teil des Außenbehälters a aufgenommen, der am unteren Ende durch ein abgeschlossenes Gehäuse, z. B. ein Ableitungsrohr d für Flüssigkeit, Gas oder Feststoffe größter Dichte, die aus dem leichteren Medium abgeschieden wurden, verschlossen ist.The circulating medium is through the conical part of the outer container a added, which is at the lower end by a closed housing, z. B. a Discharge pipe d for liquid, gas or solids of greatest density emerging from the lighter medium deposited is sealed.

Das leichte Medium kann nur durch das mittlere Rohr e entweichen, welches, wie man besonders deutlich in Fig. 2 erkennt, einen Eintritts- und Führungsspalt f trägt. Dieser günstigerweise schneckenförmige Spalt erstreckt sich über die ganze Höhe des Rohres e des Außenbehälters a. Der genannte Spalt weist zwei Zungen auf, und zwar eine innere, f1, und eine weitere, äußere, f2, die die ersteh um ein gewisses J,iaß im Gegensinn zu der kreisenden Bewegung des Mediums überlappt derart, daß zwischen den beiden vorerwähnten Zungen oder Lippen eine Art Durchbruch für einen Teil des Mediums in dem Rohr e entsteht. In dieser Eintrittsöffnung für das Medium, d. h. zwischen den beiden vorgenannten Lippen, befinden sich Leitmittel g, die die kreisende Bewegung des Mediums beim Durchströmen in eine andere Bewegung umlenken, die parallel zu der Drehachse verläuft, wie in Fig.3 schematisch dargestellt ist.The light medium can only escape through the middle tube e, which, as can be seen particularly clearly in FIG. 2, has an entry and guide gap f. This conveniently helical gap extends over the entire height of the tube e of the outer container a. Said gap has two tongues, namely an inner one, f1, and a further one, outer, f2, which overlaps the first by a certain amount in the opposite direction to the circular movement of the medium in such a way that between the two aforementioned tongues or Lips create a kind of breakthrough for part of the medium in the tube e. In this inlet opening for the medium, ie between the two aforementioned lips, there are guide means g, which deflect the circular movement of the medium as it flows through it into another movement which runs parallel to the axis of rotation, as shown schematically in FIG.

Eine Stabilisierungswandung h, die konzentrisch mit der Drehung und etwa schneckenförmig verläuft, ist dem Schlitz gegenüberliegend angeordnet und bildet auf diese Weise mit dem Schlitz einen Führungsgang für das Medium, bevor dieses durch den Schlitz hindurchtritt. Der Überschuß des Mediums, der von diesem Schlitz nicht aufgenommen werden kann, kehrt in die kreisende Masse, wie in Fig, 2 dargestellt, zurück.A stabilizing wall h that is concentric with the rotation and runs approximately helically, is arranged opposite the slot and forms in this way with the slot a guide passage for the medium before this passes through the slot. The excess of the medium coming from this slot can not be absorbed, returns to the orbiting mass, as shown in Fig, 2, return.

In der Darstellung nach Fig. 4 ist der Stabilisierungswandung und der Wandung der Ableitung an den zueinander in Bezug stehenden Flächen eine gleiche Ausbildung gegeben, derart, daß sie sich zur Bildung eines konvergent-divergenten Kanals nach Art eines Venturis vereinigen, wobei die Konvergenz durch den zwischen den Flächen e2 und lag liegenden Teil im Gegenstrom gegeben ist und die Divergenz, die sich im Gegensinn daran anschließt, durch den Durchlaß j1 dargestellt wird.In the illustration according to FIG. 4, the stabilization wall and the wall of the discharge line on the surfaces that are related to one another is the same Training given in such a way that it leads to the formation of a convergent-divergent Unite channels in the manner of a Venturi, with the convergence through the between the areas e2 and lay is given in the countercurrent and the divergence, which adjoins it in the opposite sense, is represented by the passage j1.

Die Leitung e ist im oberen Teil zu einem Verteiler i geführt, der die Austrittsgeschwindigkeit der leichtesten Masse und außerdem den Druckhöhenverlust des Abscheiders senkt. Die große Umlenkgeschwindigkeit in dem Rohr entspricht bei einem gegebenen Durchsatz einem kleineren Durchmesser, der die Abscheidung der Bestandteile aus dem zti behandelnden Medium vergrößert. Unter Umständen kann ein Teil des leichten, im Inneren abgeschiedenen Mediums durch eine untere Verlängerung ei des mittleren Rohres e abgeführt werden. Die Umlenkung zu dem Auslaß für das Medium kann in gleicher Weise umgekehrt unten angeordnet werden, wobei dann zwangläufig die Leitmittel im umgekehrten Sinn, wie ei in Fig. i darstellt, angeordnet sein müssen.In the upper part, the line e is led to a distributor i, which lowers the exit speed of the lightest mass and also the pressure head loss of the separator. For a given throughput, the high deflection speed in the tube corresponds to a smaller diameter, which increases the separation of the constituents from the medium to be treated. Under certain circumstances, part of the light medium separated on the inside can be discharged through a lower extension ei of the central tube e. The deflection to the outlet for the medium can be arranged upside down below in the same manner, then inevitably the baffle means in the opposite sense, as ei i represents in Fig., Have to be disposed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Centrifugal separator, in which, while avoiding a secondary vortex, part of the medium is separated in a section or central core of the separator and then discharged from the surrounding mass to the extent that the separation takes place to the outside of the separator, characterized by a concentric wall (h) which is arranged at a small distance in front of a continuous, helical slot (f) in the central tube (e) , and by deflecting means (g) in the vicinity of the edge of the slot.

2. Centrifugal separator according to claim i, characterized in that the medium by means of a convergent-divergent channel (h2, j1) is given a sudden acceleration in the manner of a Venturi, which is created by the corresponding formation of a concentric wall (h), which the slot (f) and the middle discharge pipe (e) for the separated medium is opposite. Documents considered: German Patent No. 494107; USA patents IN r. 2,385,745,2 3-I3,682 2,360,595,1,753,490; British Patent No. 245 63G.