DEP0031080DA - Zyklon. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zyklon, der zu Konzentrations- und Scheidungszwecken verwendet wird. In der Regel besteht ein solcher Zyklon aus einem zylindrischen und einem kegelförmigen Teil und aus Mitteln, um das zu behandelnde Material tangential durch eine Öffnung im zylindrischen Teil heranzuführen. Das im Wirbelraum des Zyklons in rotierender Bewegung begriffene Material wirbelt in einer äusseren Schicht der Öffnung zu, die sich an der Spitze befindet, und strömt hierdurch ab und eine hohle, in der entgegengesetzten Richtung rotierende innere Schicht bewegt sich gegen die Öffnung, die sich an der entgegengesetzten Seite des Zyklons befindet und durch diese Öffnung hindurch.

Die Erfindung bezweckt u.a. die Erhöhung der Nutzleistung eines solchen Apparats durch verbesserte Dimensionierung und Anpassung der Teile und die Ermöglichung eines leichten Ersatzes gewisser, dem Verschleiss besonders ausgesetzter Teile.

Zu diesem Zweck besteht der Zyklon aus einem Wirbelraum mit einem zylindrischen Teil und einem koaxial zugespitzten Teil, einem in den zylindrischen Teil ausmündenden tangentialen Zufuhrrohr, einer mit einer zentralen Abflussöffnung versehenen Wand für den zylindrischen Teil, einer Überlaufkappe hinter der Wand und hauptsächlich innerhalb der axialen Projektion des genannten zylindrischen Teiles, und einer Abflussöffnung in der Seite der genannten Kappe.

Die vorliegende Erfindung soll an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Zyklons,

Fig. 2 in grösserem Masstab einen Längsschnitt des Spitzenendes des Zyklons, in etwas abgeänderter

Form,

Fig. 3 einen Querschnitt einer Überlaufkappe in etwas abgeänderter Form,

Fig. 4 einen Längsschnitt des Zyklonraums in abgeänderter Form.

Mit 10 in Fig. 1 ist ein kurzer Zylinder bezeichnet, der an seinen Enden mit sich nach aussen erstreckenden Flanschen 11 und 12 versehen ist. Der Zylinder ist hier als auf einer senkrechten Achse angeordnet, dargestellt. Mit 13 ist ein Eintrittsrohr bezeichnet, das kegelförmig beschaffen ist, und das in den Zylinder 10 durch die Öffnung 14 einmündet; dieses Rohr ist, wie dargestellt, in Bezug auf die waagerechte Linie in einem Winkel von 5° nach unten gegen den ZYlinder geneigt.

Unterhalb des Zylinders 10 befindet sich der Kegel 15, der aus einem oberen und unteren Abschnitt 16 und 17 besteht. Der Abschnitt 16 weist an seinem grössten Ende einen nach aussen gerichteten Flansch 18 auf, der mittels Bolzen an dem Flansch 12 befestigt ist. Das kleinere Ende des Abschnitts 16 ist in einer in der Platte 19 vorhandenen Öffnung senkrecht zur Achse des Kegels eingelassen und angeschweisst und dient zum Tragen des Zyklons auf den senkrechten Gliedern 20 und 21. Eckbleche 22 und 23 sind zwischen der Platte 19 und den Seiten des Abschnitts 16 angebracht.

Der Abschnitt 17 hat einen oberen Flansch 24, der gegen das untere Ende des Abschnitts 16 mittels eines Klemmrings 25 und Bolzens 26 geklemmt ist, sodass die inneren Flächen der Abschnitte einen stetigen Übergang zueinander bilden und coaxial mit dem Zylinder 10 sind.

Das hintere Ende des Abschnitts 17 ist in einen sich parallel zur Platte 19 befindlichen Ring 27 eingelassen und angeschweisst und gegen den unteren Rand des Abschnitts 17 mittels eines Klemmrings 29 und Bolzens 30 geklemmt. Das untere Ende des Teiles 28 ist in eine Öffnung der Platte 31, die von einem Ring 29 mittels eines Käfigs 32 getragen wird, eingelassen. Wie dargestellt ist die innere Fläche des Teiles 28 eine stetige Fortsetzung der inneren Fläche des Teils 17. Unterhalb der Platte 31 befindet sich auf einem senkrechten Bolzen 32, drehbar, ein Tisch 33.

Zur Befestigung des Bolzens ist auf dem oberen Ende desselben eine Mutter 34 aufgeschraubt und am unteren Ende ein Flansch 35 angebracht und zwischen diesem Flansch und der Unterseite des Tisches 33 befindet sich eine Druckfeder 36, welche den Tisch gegen die Unterfläche der Platte 31 drückt. Die nach unten hinausragenden Teile sind in einem rohrförmigen Schutz 37 an der Bodenfläche des Tisches befestigt. Der Tisch ist mit mehreren senkrechten Öffnungen 33', wovon die oberen Ränder versenkt ausgeführt sind, versehen und es sind in diesen Öffnungen Düsen 39 und 40 angebracht, deren obere Flansche zur Stützung der Düsen in die versenkten Öffnungen passen. Die Düsen sind durch eine Öffnung 31' in der Platte 31 hindurch auszuwechseln und zu entfernen. Die Düsen 39 und 40 weisen senkrechte Bohrungen 41 und 42 von verschiedenem Durchmesser auf. Diese Bohrungen werden von konischen Senkern 43 und 44 überragt, deren oberer Durchmesser dem Durchmesser der Öffnung am unteren Ende des Teiles 28 gleich ist.

Durch Drehen des Tisches 33 können die Düsen in Ausrichtung mit dem Teil 28 in wahlweise Stellung gebracht werden und auf diese Weise können die Abmessungen der Spitzenöffnung schnell gewechselt werden. Mit 45 ist ein Trichter zum Auffangen des Spitzenausflusses bezeichnet.

46 bezeichnet eine zylindrische Überlaufkappe, deren unterer Rand 47 mit einem nach aussen gerichteten Flansch versehen und mit Bolzen an dem Flansch 11 befestigt ist. Der Zylinder 46 hat, wie dargestellt, den gleichen Durchmesser wie Zylinder 10 und es soll auf jeden Fall, mit Rücksicht auf eine gedrängte Bauart, die Seitenwand der Kappe vorzugsweise in der axialen Projektion des Zylinders 10 liegen. Eine Platte 48, die die obere Seite des Wirbelraums bildet, ist am Boden des Zylinders 46 z.B. durch Anschweissen befestigt.

Die Platte 48 hat eine zentrale Öffnung, in der ein senkrechter, rohrförmiger Wirbelsucher 49 angebracht ist, der sich über und unter oder ausserhalb und innerhalb der Platte erstreckt. Der Sucher hat eine untere zylindrische Bohrung 50, deren Durchmesser an der Stelle, wo das Zufuhrrohr 13 den Zylinder 10 schneidet, d.h. bei 13, der gleiche wie der Durchmesser des Zufuhrrohrs 13 ist, und praktisch liegen diese Durchmesser zwischen 1/10 und 1/5 des inneren Durchmessers des Zylinders 10. Der Sucher hat eine aussen konische, untere Oberfläche 51, die aufwärts bis zur genannten Schweissnaht divergiert, sodass der übliche rechte Winkel, in dem die Partikel sich ansammeln können, wegfällt. Wie gezeigt, erstreckt sich die zylindrische Bohrung 50 über die obere Seite der Wand 48 und ausserdem divergiert sie konisch nach aufwärts. In der Wand 46 ist eine Auslassöffnung 53 vorgesehen, deren unterer Rand sich dicht an der Platte 48 befindet. Mit 54 ist eine von dieser Öffnung in der Richtung nach aussen und nach unten gebildete Leitung bezeichnet. Die obere Seite des Zylinders ist mittels eines Deckels 55 verschlossen, in dem eine zentrale Öffnung zum Zwecke der Überprüfung vorhanden ist, die durch ein am Deckel befestigtes und von dort koaxial nach unten zum Sucher und zur Spitzenöffnung ragendes Rohr 56 umgeben ist. Die Öffnung im Deckel kann mittels eines Zapfens 57 verschlossen werden. 58 und 59 bezeichnen Handgriffe, die am Deckel 55 befestigt sind und mit denen der Zyklon hochgehoben werden kann.

Es wurde gefunden, dass in einem zu Konzentrationszwecken geeigneten Zyklon, wie er im Vorstehenden beschrieben ist, die besten Resultate dann erzielt werden, wenn der Winkel der Spitze zwischen 15° und 25° liegt.

Während des Gebrauchs tritt der stärkste Verschleiss im konischen Teil des Zyklons ein und es ist ersichtlich, dass jeder der Teile 16, 17 und 28 rasch entfernbar sein muss. Ausserdem wurde gefunden, dass eine gute Wirkung erzielt wird, wenn der Durchmesser der Einlassöffnung so gross wie derjenige des oberen Auslasses, d.h. der Bohrung 50 ist, und wenn dieser Durchmesser 1/10 bis 1/5 des Durchmessers des zylindrischen Teils beträgt. Die Strömung durch den Sucher hindurch ist eine bessere, wenn dessen oberer Teil nach aussen konvergiert, wie bei 52 angegeben, und es besteht eine bessere Zirkulation um den nach unten herausragenden Teil des Suchers herum, wenn dessen äussere Oberfläche nach oben divergiert, wie bei 51 dargestellt. Die abgebildete Überlaufkappe hat vorteilhaft eine kleine Abmessung. Der durch den Sucher aufsteigende Ausfluss sammelt sich und rotiert gegen die Seitenwand der Kappe und wird in wirksamer Weise durch die Öffnung in der Seitenwand hindurch abgeführt. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann diese Öffnung tangentiell in Richtung der Rotation des Abflusses in der Kappe angebracht werden.

Geeignete Dimensionen sind die folgenden:

Höhe von der Oberseite der Kappe bis zur unteren Seite des Teiles 17 = 1060 mm.

Höhe der Überflusskappe = 175 mm

" des zylindrischen Eintrittsraumes = 100 mm

" des Teiles 16 = 347 mm

" " " 17 = 390 mm

Durchmesser des zylindrischen Teiles = 350 mm

" der Öffnung im unteren Ende des Teiles 7 = 80 mm.

Der Durchmesser des oberen Auslasses (Bohrung 50) beträgt 35 bis 70 mm.

In Fig. 4 ist der zugespitzte Teil 15' des Zyklons dargestellt und derselbe enthält die voneinander zu trennenden Teile 16' und 17', deren innere Oberfläche nach innen oder gegeneinander gewölbt sind. Die Krümmung vermindert sich nach unten, weist aber vorzugsweise einen durchschnittlichen Winkel von 15 - 20° auf. Es ist ersichtlich, dass diese gekrümmten Teile die entsprechenden Teile 16 und 17 gemäss Fig. 1 ersetzen können.

In Fig. 2 ist der untere Teil 60 des Teiles 17'' zylindrisch ausgeführt und an seinem unteren Ende mit einem sich nach aussen erstreckenden Flansch 61 versehen, in dessen unterem Ende eine innere ringförmige Nute untergebracht ist.

Mit 62 ist ein konischer Teil bezeichnet, der den gleichen Winkel wie der im zylindrischen Teil eingelassene und an dem oberen Rande desselben endenden Teil 17'' aufweist. Der äussere und obere Rand des Teiles 62 ist abgeschrägt, sodass eine glatt verlaufende Verbindung entsteht. Der Teil 62 hat einen Bodenflansch 63, der in der Nute des Flansches 61 eingelassten ist und der von einer angeflanschten rohrförmigen Fassung 64, welche mit Bolzen an dem Flansch 61 befestigt ist, gehalten wird. In gleicher Weise ist eine Düse 65, deren innere Oberfläche, wie dargestellt, einen glatten Übergang mit der inneren Oberfläche des Teiles 62 bildet, zwischen den Flansch 63 und die Fassung 64 geklemmt. Die Form der Düse 65 kann variiert werden, um dadurch Spitzenöffnungen von verschiedenen Durchmessern zu erzielen. 66 bezeichnet eine Schutzvorrichtung, die auf die Fassung 64 aufgeschraubt und mit einer Öffnung, durch die die Düse das Material ablässt, versehen ist.

Es ist ersichtlich, dass nach weitere Ausführungsformen der Erfindung, als im Vorstehenden beschrieben wurde, möglich sind, und dass die Erfindung, soweit sie die Form und das Verhältnis der Einzelteile betrifft, nicht beschränkt sind.

Claims (18)

1. Zyklon, bestehend aus einem Wirbelraum mit einem zylindrischen Teil und einem koaxial zugespitzten Teil, einem in den zylindrischen Teil ausmündenden tangentialen Zufuhrrohr, einer mit einer zentralen Abflussöffnung versehenen Wand für den zylindrischen Teil, einer Überlaufkappe hinter der Wand und hauptsächlich innerhalb der axialen Projektion des genannten zylindrischen Teiles, und einer Abflussöffnung in der Seite der genannten Kappe.

2. Zyklon nach Anspruch 1, bei der sich ein Rohr von der Kappenöffnung tangential in die Richtung des Rotierens des Abflusses in die genannte Kappe hinein erstreckt.

3. Zyklon, bestehend aus einem Wirbelraum mit einem zylindrischen Teil und einem koaxial zugespitzten Teil, einem in den zylindrischen Teil ausmündenden tangentialen Zufuhrrohr, einer, mit einer zentralen Abflussöffnung versehenen Wand für den zylindrischen Teil, einer Überflusskappe hinter der Wand mit einer zylindrischen Seitenwand, die im Wesentlichen eine Fortsetzung des genannten zylindrischen Teiles bildet, und mit einer Abflussöffnung versehen ist.

4. Zyklon nach Anspruch 3, bei der sich ein Rohr von der genannten Seitenwandöffnung tangential in die Richtung des Rotierens des Abflusses in die genannte Kappe erstreckt.

5. Zyklon mit einem zugespitzten Raum mit einem durchschnittlich zwischen 15 und 25° liegenden Winkel.

6. Zyklon mit einem konischen Raum, dessen Spitzenwinkel zwischen 15 und 25° liegt.

7. Zyklon mit einem zylindrischen und einem zugespitzten Teil, einem tangentialen, sich in den zylindrischen Teil hineinerstreckenden Zufuhrrohr, einer mit einer zentralen Öffnung versehenen Wand für den zylindrischen Teil und einem in dieser Öffnung angebrachten rohrförmigen Wirbelsucher, der sich auf beide Seiten der genannten Wand erstreckt.

8. Zyklon nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser des Zufuhrrohrs an der Abflusseite demjenigen des Suchers an der Einlaßseite gleich ist.

9. Zyklon nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser des Zufuhrrohres an der Abflusseite zwischen 1/10 und 1/5 des Durchmessers des zylindrischen Teiles liegt.

10. Zyklon nach Anspruch 7, bei der der durchschnittliche Winkel des genannten zugespitzten Teiles zwischen 15° und 25° liegt.

11. Zyklon nach Anspruch 8, bei der der durchschnittliche Winkel des genannten zugespitzten Teiles zwischen 15 und 25° liegt.

12. Zyklon nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung durch den genannten Sucher hindurch an der Innenseite zylindrisch und an der Aussenseite aufwärts divergiert.

13. Zyklon nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des Suchers eine Aussenoberfläche hat, die von dessen Ende zu der genannten Wand divergiert.

14. Zyklon, bestehend aus einem zugespitzten Wirbelraum mit Basis- und Spitzenteilen, und mit einer trennbaren Verbindung zwischen beiden Teilen.

15. Zyklon, bestehend aus einem zugespitzten Wirbelraum mit einem Hauptteil und einem Spitzenteil und einer trennbaren Verbindung zwischen beiden Teilen.

16. Zyklon, bestehend aus einem Wirbelraum mit einem zylindrischen Teil und einem koaxial zugespitzten Teil, einem tangentialen Zufuhrrohr, das in den genannten zylindrischen Teil ausmündet, und einer trennbaren Verbindung zwischen den beiden Teilen.

17. Zyklon, bestehend aus einem zugespitzten Wirbelraum mit einem Hauptteil und einem trennbaren Spitzenteil, der einen glatten Übergang des genannten Hauptteiles bildet, wobei der genannte Hauptteil an seinem kleinen Ende, wo sich der genannte Spitzenteil befindet, mit einer zylindrischen Erweiterung versehen ist, während der äussere Flansch am grossen Ende des genannten Spitzenteils abgeschrägt ist, damit eine im wesentlichen glatt verlaufende Verbindung mit der inneren Oberfläche des genannten Hauptteiles erreicht wird, und Mitteln zum trennbaren Verbinden der genannten Teile.

18. Kombinierter Zyklon, bestehend aus einem zugespitzten Wirbelraum, einer Vorrichtung, die am kleinen Ende des genannten Raumes drehbar auf einer Achse, die sich seitwärts von der Raumachse und mit dieser parallel befindet, montiert ist, wobei Öffnungen in der genannten Vorrichtung dazu passend vorgesehen sind, um durch Drehung der Vorrichtung mit der Spitzenabflussöffnung ausgerichtet in eine wahlweise Stellung gebracht zu werden, und aus Düsen verschiedenen Innendurchmessers, die in den genannten Öffnungen gestützt werden, damit sie in wahlweise Stellungen gebracht werden können, wobei sie an die genannte Abflussöffnung anschliessen.