DK153596B - Apparat til udskillelse ved hjaelp af centrifugalkraft af i en gasstroem suspenderede faststofpartikler - Google Patents

Description

Opfindelsen angår et apparat af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Fra USA patentskrift nr. 32 37 385 kendes en sådant apparat. Ved denne centrifugalkraftudskiller begrænser skillevæggen mellem det et strømningskammer dannende cylindriske legeme med horisontal længdeakse og det med dets brede basis til det cylindriske legemes underste del forbundne omvendt pyramideformede·' .·hullegeme to åbninger, der strækker sig over bredden af og forløber parallelt med - længdeaksen af det cylindriske legeme, og danner en ledeplade. For at kunne tilføre vand over den første åbning har ledepladen en skillevæg, der har en fra radius af den skillevæg, der danner strømningskammeret, forskellig radius. Det tilførte vand danner en vandfilm over ledepladen for at opsuge de suspenderede partikler, især støv, før det via den anden åbning kan flyde bort ind i det af det omvendt pyramidef ormede hullegeme omsluttede modtagekammer.

Som erfaringen har vist, fører dette til tryktab i strømningskammeret og virker forstyrrende på dannelsen af strømninger og dermed på virkningsgraden.

Der kendes yderligere en centrifugalkraftudskiller,· ved hvilken udløbskanalen ligger koaksialt πκ?<3. den vandrette akse af det strømningskammeret dannende, delvis cylindriske og delvis cylinderstumpformede legeme, se fransk patentskrift nr. 7 97 592.

Da den tangentialt ind i strømningskammeret mundende indløbskanal er anbragt i samme ende som udløbskanalen, ødelægges allerede ved indløbet den inden i den cylindriske del af strømningskammeret dannede hvirvelstrøm, således at tryktab forekommer og virkningsgraden derved forringes.

Det er opfindelsens formål at videreudvikle et apparat af den indledningsvis nævnte type til udskillelse ved hjælp af centrifugalkraft af faststofpartikler, hvilket apparat har et strømningskammer, der danner en vandretliggende cylindrisk del og med et derunder tilsluttet omvendt pyramideformet modtagekammer, således at der ved udskillelsen opnås en højere virkningsgrad en tidligere under samtidig nedsættelse af tryktab.

Denne opgave løses ved hjælp af det i krav l's kendetegnende del angivne..

Ved udformningen af apparat ifølge opfindelsen føres gasstrømmen spiralformet uden forstyrrelse ind i strømningskammeret og de udskilte faststofpartikler samles til stadig- hed gennem partikelopsamlingspladen og overføres stødfrit til hullegemet. På denne måde formindskes tryktabet i apparatet og virkningen forbedres som følge heraf.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjælp af på tegningen viste udførelseseksempler. På tegningen viser:

Fig. 1 skematisk apparatet til udskillelse af faststofpartikler set forfra, fig. 2 et sidebillede af apparatet ifølge fig. 1 set fra venstre, fig. 3 apparatet ifølge fig. 1 set fra højre, fig. 4 et snit langs linien IV-IV på fig. 1, fig. 5 en videreudvikling af apparatet ifølge opfindelsen skematisk og set forfra, fig. 6 apparatet ifølge fig. 5 set fra venstre side, fig. 7 apparatet ifølge fig. 5 set fra højre side, fig. 8 et snit langs linien XVII-XVII på fig. 5, fig. 9 skematisk et sidebillede, delvis i snit, gennem en yderligere udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, fig. 10 skematisk endnu en udførelsesform for apparatet set forfra, fig. 11 et sidebillede af apparatet iføige fig. 10, fig. 12 et snit gennem en yderligere udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, fig. 13 skematisk en yderligere udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen set forfra, fig. 14 et snit langs linien XXIII-XXIII på fig. 13, fig. 15, 16, 17 skematisk set forfra en anden udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, fig. 18, 19, 20 snit gennem en anden udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, fig. 21 en anden udførelsesform for opfindelsen skematisk set forfra, fig. 22 et sidebillede af en anden udførelsesform for opfindelsen, fig. 23 skematisk en yderligere udførelsesform for opfindelsen set forfra, fig. 24 et sidebillede af en yderligere udførelsesform for opfindelsen, fig. 25 skematisk en anden udførelsesform for opfindelsen set forfra, fig. 26 et sidebillede af en yderligere udførelsesform for opfindelsen, fig. 27 skematisk og set forfra en indretning til frembringelse af cement, i hvilken indretning apparatet til udskillelse ved hjælp af centrifugalkraft af faststofpartikler er anbragt i flere efter hinanden liggende trin, fig. 28 et sidebillede af indretningen ifølge fig.

27, og fig. 29, 30 diagrammer med udførelsesformerne for opfindelsen ifølge fig. 5-7.

Fig. 1-4 viser en udførelsesform, i hvilken en indløbskanal 1 forløber lodret til indføring af en gasstrøm med et indhold af kornformigt materiale, som skal udskilles, i apparatet, hvilken kanal er forbundet til et cylindrisk legeme 2 ved dets ene ende (højre ende på fig. 1) på en sådan måde, at den strækker sig tangentialt i forhold til den indre omkredsoverflade af det cylindriske legeme 2. Det cylindriske legeme 2 har en vandret akse og begrænser et spiralstrømskammer 3 med cirkulært tværsnit. Et cylindrisk afsnit 4 med mindre diameter end det cylindriske legeme 2 er forbundet til den anden ende (til venstre på fig. 1) af det cylindriske legeme 2 i det væsentlige koaxialt med dette og har forbindelse med en udløbskanal 5, der er forbundet dertil og rettet opefter med tangential· tilslutning til den indre omkredsoverflade af det cylindriske legeme 2. Det cylindriske legeme 2 er lukket ved hjælp af endevægge 6 og 7 ved de modstående ender.

Det cylindriske legeme 2 står i forbindelse med et hult omvendt pyramideformet legeme 8, der strækker sig langs hele længden af det cylindriske legeme 2 ved den nederste del af den ydre omkredsflade af det cylindriske legeme 2. Det omvendt pyramideformede legeme 8 har et første indre vægafsnit 8a, som strækker sig skråt nedefter tangentialt til omkredsfladen af spiralstrømskammeret 3, et andet indre vægafsnit 8b placeret overfor det første indre vægafsnit 8a og i en retning skråt nedefter tangentialt i forhold til omkredsfladen af spiralstrømskammeret 3, idet det første og det andet vægafsnit 8a og 8b nærmer sig til hinanden nedefter og et tredie indre vægafsnit 8c og et fjerde indre vægafsnit 8d placeret vinkelret på det første og andet indre vægafsnit 8a og 8b overfor hinanden og forløbende skråt nedefter mod hinanden. Det omvendt pyramideformede legeme 8 har ved dets nederste ende en materialeopsamlingscylinder 9. Placeret ved den øverste ende af det omvendt pyramideformede legeme 8 og forløbende langs hele længden af det cylindriske legeme 2 på en måde, som i det væsentlige adskiller spiralstrømskammeret 3 fra det indre af det omvendt pyramideformede legeme 8 er en ledeplade 10 for spiralstrømmen, hvilken plade er krum med samme krumning som væggen af det cylindriske legeme 2 og som er placeret på eller indenfor omkredsfladen af det cylindriske legeme 2. Åbninger 11 og 12 forekommer mellem ledepladen 10 for spiralstrømningen og den indre omkredsflade af det cylindriske legeme 2 ved siderne ovenfor og nedenfor den spiralformige strømning af gas i spiralstrømskammeret 3, hvorved spiralstrømskammeret 3 forbindes med det indre af det omvendt pyramideformede kammer 8. Åbningerne 11 og 12 strækker sig begge langs den fulde længde af det cylindriske legeme 2.

Forbundet med ledepladen 10 for den spiralformede strøm er der en ledeplade 13 for opsamlet materiale i det omvendt pyramideformede legeme 8 parallelt med det første indvendige vægafsnit 8a, hvoraf det omvendt pyramideformede legeme 8 består, til afgrænsning af et materialeopsamlingsrum 14 i forbindelse med spiralstrømskammeret 3 gennem åbningen 11. Ledepladen 13 for opsamlet materiale ender ved dens nederste ende 13a som vist på fig. 4 i en afstand 1^ ovenfor den nederste ende af det omvendt pyramideformede legeme 8. Ledepladen 13 for opsamlet materiale forløber i det omvendt pyramideformede legeme 8 parallelt med aksen af det cylindriske legeme 2 mellem de tredie og fjerde indre vægafsnit 8c og 8d. Med denne ledeplade 13 for opsamlet materiale dannes der i det omvendt pyramideformede legeme 8 rummet 14 i forbindelse med åbningen 11 placeret forrest i forhold til den spiralformede strømning og et rum 16 i forbindelse med åbningen 12, som er· placeret bagest i forhold til den spiralformede strømning.

Under driften vil en gasstrøm indeholdende kornformigt materiale, som skal udskilles, strømme opefter gennem indløbskanalen 1 og blive indført tangentialt i spiralstrømningskammeret 3 i det cylindriske legeme 2. Da ledepladen for spiralstrømningen er krummet med i det væsentlige samme krumning som væggen af det cylindriske legeme 2 vil gasstrømmen indført i spiralstrømningskammeret 3 forløbe i en spiralstrømning i spiralstrømningskammeret 3 uden at strømningen vil blive forstyrret af ledepladen 10. Gasstrømningen udtages fra den cylindriske del 4 gennem en udløbskanal 5 efter f.eks. at have dannet tre sløjfer i dens strømning omkring aksen for det cylindriske legeme 2. Den spiralformede bevægelse af gasstrømmen bevirker at trykket nær åbningen 12 placeret bagest i forhold til den spiralformige strømning vil reduceres.under trykket nær åbningen 11 forrest i forhold til den spiralformede strømning. Som følge heraf vil en del af gasstrømmen, som strømmer spiralformet i kammeret 3 ved hjælp af vakuum blive suget fra åbningen 11 til åbningen 12 gennem materialeopsamlingsrummet 14 og rummet 16.

Når gassen strømmer i en spiralform i kammeret 3 vil kornformigt materiale i gassen på grund af centrifugalkraft forskydes mod den indre væg af det cylindriske legeme 2. Der vil således findes kornformigt materiale i høj koncentration nær den indvendige væg af det cylindriske legeme 2. En gasstrøm indeholdende kornformigt materiale med høj koncentration strømmer nedefter gennem materialeopsamlingskammeret 14 langs vægafsnittet 8a på det omvendt pyramideformede legeme 8, som strækker sig tilnærmelsesvis tangentialt ud fra den indvendige omkredsflade af det cylindriske legeme og ledepladen 13 placeret parallelt med vægafsnittet 8a. Eftersom det omvendt pyramideformede legeme 8 tilspidses nedefter vil gasstrømmen indeholdende kornformigt materiale i høj koncentration få forøget hastighed nedefter, således at det kornformede materiale på grund af det nedadrettede inerti vil falde ned i materialeopsamlingscylinderen 8 med høj effektivitet, således at det til sidst kan udtages fra apparatet. Gasstrømmen, som strømmer nedefter gennem materialeopsamlingsrummet 14, ændrer nær den nederste en- . de 13a af ledepladen 13 for opsamlet materiale retning og strømmer opefter gennem rummet 16 i det omvendt pyramideformede legeme 8. Eftersom rummet 16 er begrænset af vægge, som åbner sig opefter, vil hastigheden af den opadstrømmende gas aftage, hvorved effektiviteten, hvormed det komformige materiale udskilles , forøges.

Som vist på fig. 4 har åbningen 11 en bredde dl, som bør være forholdsvis stor, når mængden af kornformigt materiale i gasstrømmen indført i spiralstrømningskammeret 3 har forholdsvis høj koncentration og som reduceres til en forholdsvis ' lille værdi, når koncentrationen er forholdsvis lav. Ved dette arrangement er det muligt i så høj grad som muligt at reducere mængden af gas, som indføres i materialeopsamlingsrummet, således at koncentrationen af kornformigt materiale i strømningen, som indføres i materialeopsamlingsrummet 14, forøges, hvorved effektiviteten, hvormed det kornformige materiale udskilles, forøges i det omvendt pyramideformede legeme 8. Det cylindriske afsnit 4 har et endeafsnit 4a, som strækker sig ind i spiralstrømningskammeret 3 med henblik på at forhindre at en gasstrøm, som indeholder kornformigt materiale med høj koncentration trækkes ud i det cylindriske afsnit 4. Endeafsnittet 4a kan være med konisk form som tilspidses eller udvider sig mod den modsatte ende i forhold til det cylindriske legeme 2.

X udførelsesformen vist og beskrevet ovenfor tvinger det kornformige materiale gasstrømmen til materialeopsamlings-rummet 14, hvor det udskilles fra gasstrømmen. Dette gør det muligt for apparatet ifølge den foreliggende opfindelse at have reduceret størrelse sammenlignet med cykloner af kendt type, hvori det kornformede materiale udskilles fra gasstrømmen ved at lade det kornformede materiale bevæge sig nedefter på grund af sin vægt. Endvidere er der i apparatet ifølge opfindelsen til udskillelse af kornformigt materiale ingen delvis fri hvirvelbevægelse nær aksen af det cylindriske legeme 2, således som det forekommer i cykloner, hvorved det er muligt at reducere den indvendige diameter af det cylindriske legeme 2. I spiralstrømningskammeret 3 i det cylindriske legeme 2 strømmer gassen aksialt i forhold til kammeret samtidig med at den cir- kulerer omkring kammerets akse. På grund af den manglende gensidige påvirkning mellem to typer hvirvelstrømme, som findes i cykloner, begrænses krafttabet i spiralstrømningskammeret 3. Udløbskanalen 5 forbindes tangentielt ved hjælp af det cylindriske afsnit 4 til det cylindriske legeme 2, således at gasstrømmen med et jævnt forløb udtages fra spiralstrømningskammeret 3, hvorved tryktab yderligere kan reduceres. I udløbskanalen 5 strømmer gassen i retliniet form uden at kredse i en spiralstrømning. Derfor vil det kornformige materiale, når kornformigt materiale indføres i udløbskanalen for at bevirke en varmeveksling' mellem det kornformige materiale og gassen, medens de strømmer i modstrøm (vist i udførelsesformerne ifølge fig. 36 og 37, f.eks.) blive ensartet fordelt i udløbskanalen 5, hvorved der sker én forøgelse i effektiviteten, hvormed varmeudvekslingen foregår.

I den på fig. 1-4 viste udførelsesform er vægafsnittet 8a i det omvendt pyramideformede legeme 8 placeret parallelt med ledepladen 13 for opsamlet materiale for at forøge hastigheden, med hvilken gasstrømmen føres nedad i materiale-opsamlingskarameret 14. Hvis hastigheden af den nedadgående gasstrøm er for høj, vil modstanden mod denne blive forøget og der vil opstå vanskeligheder ved indførelsen af gasstrømmen i materialeopsamlingskammeret 14 eller det kornformige materiale vil ikke falde ned i opsamlingscylinderen 9, men vil dispergeres igen i den øverste del af rummet 16, når gasstrømmen ændrer strømningsretning ved den nederste ende 13a af ledepladen 13. For at undgå disse vanskeligheder kan afstanden d2 (se fig. 4) mellem den nederste ende 13a af ledepladen 13 og det første indre vægafsnit 8a forøges til en størrelse, der overstiger bredden dl af åbningen 11, hvorved hastigheden af den nedadgående gasstrøm reguleres.

I en anden udførelsesform er længden af ledepladen 13 for opsamlet materiale reduceret på en sådan måde, at afstanden mellem dens nedre ende 13a og den nederste ende af det omvendt pyramideformede legeme er større end afstanden 1^ ifølge udførelsesformen vist på fig. 1-4, således at den nedre ende 13a placeres i den øvre del af det omvendt pyramideformede legeme 8. Yderligere er opfindelsen ikke begrænset til at aksen for det cylindriske legeme 2 skal være vandret, idet denne akse kan hælde afhængigt af den stilling, i hvilken apparatet installeres. Det tredie vægafsnit 8c kan udformes som vist med stiplede linier ved 8c* og 8c" på fig. 1.

Fig. 5-8 viser endnu en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen. Ved den nedre ende af endevæggen 6 af det cylindriske legeme 2, er der udformet et hældende overfladeafsnit 6a, som nedefter hælder skråt indefter. Hældningsvinklen α af det skrå endevægsafsnit 6a i forhold til den ydre omkredsflade af det cylindriske legeme 2 er fastsat til en værdi, der overstiger skridvinklen for materialet eller i området mellem 45 og 55 grader. Det cylindriske afsnit 4 har et plant, hældende overfladeafsnit 4b i den nedre ende modsat enden ved hvilken den cylindriske del 4 er forbundet til det cylindriske legeme 2. Det plane, skrå overfladeafsnit 4b hælder i nedadgående retning indefter i forhold til det cylindriske legeme 2 og har en hældningsvinkel β i forhold til den ydre cirkulære • overflade på det cylindriske legeme 2 svarende til det plane, skrå overfladeafsnit 6a.

Ledepladen 18 for den spiralformede strømning ifølge denne udførelsesform er således udformet, at den er placeret nær grænsen mellem det omvendt pyramideformede legeme 8 og spiralstrømningskammeret 3, således at der dannes en åbning 19 på forsiden i forhold til spiralstrømningen i kammeret 3 og en åbning 17 på dets bagside og hvilken åbning er stor nok til at tillade store mængder kornformigt materiale at falde igennem •som vist på fig. 6 - .8. Spiralstrømningsledepladen 18 er krum met med samme krumning som den indvendige overflade af det cylindriske legeme 2 og strækker sig langs den fulde længde af det"cylindriske legeme 2. I det omvendt pyramideformede legeme '8 er der placeret en ledeplade 20 for opsamlet materiale, hvilken ledeplade er kortere end ledepladen 13 vist på fig. 1-4, og forbundet ved dens øvre ende med enden af ledepladen for spiralstrømningen, som er placeret nær åbningen 19 forrest i den spiralformede strømning. Ledepladen 20 er parallel med det indvendige vægafsnit 8a og strækker sig skråt nedefter til afgrænsning af et mellemrum mellem pladen 20 og vægafsnittet 8a. Den nedre ende 13a af ledepladen 20 er placeret over den nedre ende af det omvendt pyramideformede legeme 8 med afstand fra denne. Ledepladen 18 for spiralstrømningen og ledepladen 20 bæres af en flerhed af støtteplader 22 (på tegningen er vist tre) placeret med afstand fra hinanden i aksial retning i forhold til det cylindriske legeme 2 og placeret med rette vinkler i forhold til dets akse.

Anvendelsen af det skrå, plane overfladeafsnit 6a i endevæggen 6 på det cylindriske legeme 2 forhindrer kornformigt materiale i at samle sig ved den nederste del af væggen 6.

Derved kan der undgås et tryktab, som kan opstå ved afsætning af materiale og en reduktion af udskillelseseffektiviteten, som kunne opstå ligesom en dispersion af det opsamlede kornformige materiale også kan undgås. Da det plane, skrå overfladeafsnit 4a er anbragt ved endevæggen af det cylindriske afsnit 4, vil kornformigt materiale indført i apparatet ved det øvre trin af et cementbrændingssystem vist på fig. 27 og 28 > i hvilket apparatet ifølge opfindelsen er anbragt således at det danner en forvarmer for en suspension og bevæger sig nedefter gennem udløbskanalen 5, glide langs den skrå endevæg 4a ind i det omvendt pyramideformede legeme 8. Der vil således ikke ske nogen opsamling af kornformigt materiale i den cylindriske del 4 og følgelig kan der undgås et tryktab. Eftersom ledepladen for spiralstrømningen har en åbning 17 på den i forhold til spiralstrømningen bageste side for at tillade passage af store materialekorn forhindres en opsamling af en stor masse på ledepladen 18, idet eventuelle opsamlinger let glider nedad i det omvendt pyramideformede legeme 8. Ledepladen 20 for opsamlet materiale kan forlænges nedefter som vist på fig. 1-4.

Fig. .9 viser en modifikation af udførelsesformen vist på fig. 8 og dele heri svarende til delene på fig. 8 har samme henvisningsbetegnelser. I denne udførelsesform er ledepladen 18 for spiralstrømningen og ledepladen 20 for det opsamlede materiale i henhold til udførelsesformerne beskrevet ovenfor erstattet af en ledeplade 48, som udfører funktionerne af de to plader 18 og 20. Ledepladen 48 for spiralstrømningen og for det opsamlede materiale er placeret i en stilling mellem placeringerne af pladerne 18 og 20 vist på fig. 5 og 8 og krummet radialt udefter i forhold til spiralstrømningskammeret 3. Pladen 48 bæres af vægafsnittet 8a på det omvendt pyramide-formede legeme 8 ved hjælp af bæreplader 49. Anvendelsen af en kombineret ledeplade 48 for· spiralstrømningen og for det opsamlede materiale gør det muligt at nå de samme resultater som ved ledepladerne i henhold til fig. 6 - 8.

En yderligere udførelsesform er vist forfra på fig. 10 og 12 og på fig. 11 set fra siden. Det skrå fladeafsnit 6a fra det foregående udførelseseksempel er her erstattet af et skråt, konvekst, udefter krummet afsnit 6b, som har en hældningsvinkel α i forhold til vandret. Ved den overfor liggende endeflade erstattes det skrå overfladeafsnit 4a på den cylindriske del 4 af en udefter konvekst krummet del 4a.

I en yderligere udførelsesform kan det omvendt pyramideformede legeme 8 være placeret således, at det forløber langs hele længden af det cylindriske legeme 2 og være forbundet til en lodret endevæg af det cylindriske legeme.

Yderligere kan der være placeret en ledeplade 23, som forløber parallelt med aksen af det cylindriske legeme 2 mellem det tredie og fjerde vægafsnit 8c og 8d og fastgjort til det andet indre vægafsnit 8b på en sådan måde, at den stikker frem fra det andet indre vægafsnit 8b i retning skråt nedefter i rumafsnittet 16. Ledepladen 23 slutter ved dens nedre ende 23a noget højere end den nedre ende 13a af ledepladen for opsamlet materiale. Ved denne konstruktion rammes kornformigt materiale, der er forblevet tilbage i gasstrømmen, efter at det har undgået at blive udskilt fra gasstrømmen på grund af sin nedad-rettede inerti i gasstrømmen i materialeopsamlingsrummet 14 ledepladen 13, således at en opadstrømning af kornformigt materiale i rummet 16 undgås, hvorved der opnås en forøgelse af den effektivitet, med hvilken det kornformige materiale udskilles. Samtidig reduceres radius R for en bane af en cirkulær strømning af gasstrømmen, der må ændre retning nær den nedre ende 13a af ledepladen 13 ved tilstedeværelsen af ledepladen 23. Dette forøger centrifugalkraften, som påvirker material ekornene i gasstrømmen, hvilket fremmer udfaldet af korn-formigt materiale.

Fig.'l3 viser endnu en udførelsesform set forfra og fig. 14 er et snit langs linien XIII-XIII på fig. 13.

En skilleplade 24 er anbragt vinkelret på aksen af det cylindriske legeme 2 mellem det første og andet indre vægafsnit 8a og 8b midt i det omvendt pyramideformede legeme placeret langs aksen af det cylindriske legeme 2. Skillepladen 24 deler materialeopsamlingsrummet 14 afgrænset af det første indvendige vægafsnit 8a og ledepladen 13 til"opsamling af materiale i to rum 14a og 14b. Rummet 16, som afgrænses af ledepladen 13, det andet, tredie og fjerde invendige vægafsnit 8b, 8c og 8d og ledepladen for spiralstrømningen deles i to rumafsnit 16a og 16b ved hjælp af skillepladen 24. Ved at dele det indre af det omvendt pyramideformede legeme 8 i to dele ved hjælp af skillepladen 24 er det muligt at føre gassen, som er kommet ind i rumafsnittet 14a gennem en del af åbningen 11 placeret nær indløbskanalen 1 gennem spiralstrømningskammeret 3 gennem rumafsnittet 16a og gennem en del af åbningen 12 placeret nær indløbskanalen 1. Det er også muligt at føre gassen, som er indført i rumafsnittet 14a gennem en del af åbningen 11 placeret nær udløbskanalen 5 til spiralstrømningskammeret 3 gennem et rumafsnit 16a og gennem en del af åbningen 12 placeret nær udløbskanalen 5. Dette er fordelagtigt for at forhindre en kortslutning af gasstrømningen indeholdende partikler i høj koncentration, hvilket bevirker at gassen strømmer mod udløbskanalen 5, således at gasstrømmen kan bringes positivt til at strømme i spiralformet bevægelse i et forudbestemt antal omløb eller tre gange som beskrevet ovenfor inden i spiralstrømningskammeret 3, hvorved effektiviteten, med hvilken det par-kelformige materiale udskilles, kan forøges.

Både ledepladen 23 og skillepladen 24 kan være anbragt i det omvendt pyramideformede legeme 8. Når dette er tilfældet kan der opnås en kombineret virkning til forøgelse af udskillelsesgraden som beskrevet ovenfor.

Fig. 15 viser endnu en udførelsesform, ved hvilken dele svarende til de på fig. 1-4 viste, har samme henvisningsbetegnelser. I denne udførelsesform er der i det indre af det cylindriske legeme anbragt en spiralformet ledeplade 25 i form af et fremspring og forsynet med samme retning som den spiralformede strømning af gassen for derved at fremme spiralstrømningen af gassen. Anvendelsen af spiralledepladen 25 har en særlig virkning ved at undgå en reduktion i den kraft, med hvilken gassen strømmer i den bageste del af spiralstrømningskammeret 3. På grund af tilstedeværelsen af ledepladen 25 bevæges det kornformige materiale mod den indvendige del af spiralstrøm-ningskammeret 3, hvor det kan falde ned i det omvendt pyramideformede legeme 8 langs spiralpladen 25, hvorved en spredning af det kornformige materiale i modsætning til hvad der ellers kunne ske, kan undgås.

Spiralledepladen 25 udformet som et fremspring kan erstattes af en spiralt forløbende not på den indre overflade af spiralstrømningskammeret 3. Den spiralformede ledeplade 25 kan udformes i intermitterende spiralform i stedet for en uafbrudt spiral.

X henhold til en anden udføresesform kan der som vist på fig. 16 være en flerhed af ringformede ledeorganer 26 i det indre af det cylindriske legeme 2 og fastgjort til dets indre væg, således at de placeres med afstand i aksial retning af det cylindriske legeme 2. Denne udførelsesform kan opnå samme virkning som udførelsesformen vist på fig. 15. De ringformede ledeorganer 26 kan samtidig tjene som støttepladen 22 vist på fig. 5:.

Fig. 17 viser forfra endnu en udførelsesform, hvor dele svarende til de på fig. 1-4 viste er forsynet med samme henvisningsbetegnelser. I denne udførelsesform er det cylindriske legeme 2 på udførelsesformen vist på fig. 1-4 erstattet med et konisk legeme 27, som har mindre diameter med tiltagende afstand fra indløbskanalen 1 mod udløbskanalen 5. Ved dette arrangement opnår den indførte gasstrøm, som indføres tangentialt i det koniske legeme sin omdrejningshastighed i spiralbevægelsen forøget mod udløbskanalen i det koniske legeme 27, hvorved effektiviteten, hvormed det kornformige materiale udskilles , forøges.

Fig. 18 er et snitbillede gennem endnu en udførelsesform, hvori dele svarende til de på fig. 5-8 viste er betegnet med samme henvisningsbetegnelser. Denne udførelsesform svarer til den på fig. .5 - 8 ' viste bortset fra, at det cylindriske legeme 2 er erstattet af et cylindrisk legeme 28, som er kon- strueret således, at den bageste del 28a set i-spiralstrømmens . retning har en større krumningsradius RI end krumningsradien R2 for den forreste del 28b. Ved denne konstruktionsform opnår gasstrømmen, der indføres i det cylindriske legeme 28 en tilfredsstillende grad af spiralform også selv om ledepladen 18 for spiralstrømningen er relativt kort, idet der derved undgås en kollision med af gasstrømmen mod det andet indre vægafsnit 8b på det omvendt pyramideformede legeme og hvorved der sikres en jævn spiralstrømning af gasstrømmen. Udtrykket cylindrisk legeme af cirkulært tværsnit skal således også omfatte det cylindriske legeme 28 af den nævnte konstruktion. Spiralstrømningskammeret 3 kan være af polygonalt tværsnit så længe som dette tværsnit ikke påvirker den spiralformige strømning af gasstrømmen.

Pig.19 viser et snit gennem yderligere en udførelsesform, ifølge hvilken dele svarende til delene vist på fig. 1 - e 4 er forsynet med samme henvisningsbetegnelser. I denne udførelsesform er ledepladen 10 for den spiralformede strømning udformet med en åbning 29, som er placeret umiddelbart under aksen af det cylindriske legeme 2 og som strækker sig aksialt i forhold til det cylindriske legeme og som muliggør forbindelse mellem spiralstrømningskammeret 3 og rummet 16. Anbringelsen af åbningen 29 gør det muligt for store masser i det kornformige materiale indeholdt i gasstrømmen at bevæge sig nedefter i rummet 16. En del af ledepladen 10 for den spiralformede strømning er placeret mellem åbningerne 11 og 29, således at der kun opstår et minimum af turbulensstrømning i spiralstrømningskammeret 3.

Pig. 20 er et snit gennem endnu en udførelsesform og på tegningen er dele svarende til dele på fig. 5-8 betegnet med de samme henvisninger. En åbning 30 er placeret på den i forhold til den spiralformede strømning bageste side af ledepladen 18 svarende til udførelsesformen ifølge fig. 5-8 og en anden ledeplade 31 for den spiralformede strømning med samme krumningsradius som ledepladen 18 er placeret bag den første ledeplade. Åbningen 30 er således dimensioneret, at store masser af kornformigt materiale indeholdt i gasstrømmen kan bevæge sig ned derigennem til rummet 16.

Pig. 21 er endnu en udførelsesform for opfindelsen set forfra, idet dele svarende til fig. 1 - 4 er markeret med sam- me henvisningsbetegnelser. Når indløbskanalen 1 er forbundet med det cylindriske legeme 2 på en sådan måde, at sidevæggen af indløbskanalen er forsat i forhold til sidevæggen af det cylindriske legeme 2, drejes det kornformige materiale i gasstrømmen indført i det cylindriske legeme gennem en forsat del 32. Gasstrømmen strømmer således i en spiralstrømning mod udløbskanalen 5 således at en høj koncentration af kornformigt materiale dannes i spiralformen i det cylindriske legeme 2. Por at klare denne situation er der i åbningen 11 på den forreste side lukkeplader 33, der virker på en sådan måde, at lukkepladerne er placeret med afstand fra hinanden og aksialt bevægelige i forhold til det cylindriske legeme. På denne måde kan et lille volumen af gas med et indhold af kornformigt materiale med høj koncentration føres gennem åbningen 11 ind i opsamlingsrummet 14, hvis lukkepladerne 33 fastgøres i en del af det cylindriske legeme med lav materialekoncentration. Dette tillader udskillelse af materialet med en høj grad af effektivitet.

Fig.22 . (1),22 (2),2.2 (3) og 22(4) er afbildninger fra siden af modifikationer af udførelsesformen vist på fig. 3. Delene i disse figurer svarende til delene vist på fig. 1-4 er markeret med samme henvisningsbetegnelser. Indløbskanalen i udførelsesformen vist på fig. 3 kan forbindes til det cylindriske legeme som vist på fig. 22 .(1)-22(3). Det er også muligt i stedet for den såkaldte linden-type-forbindelse, der er be-• skrevet ovenfor, at anvende en forbindelse, i hvilken sidevægsafsnittet la af indløbskanalen er på linie med en tangent til den ydre omkreds af det cylindriske legeme 2. Udtrykket "tangentiel retning" indbefatter en sådan forbindelse.

Fig.23 er en afbildning forfra af endnu en udførelsesform, i hvilken dele svarende til de i fig. 1-4 viste er markeret med samme henvisningsbetegnelser. I denne udførelsesform er det omvendt pyramideformede legeme 8 vist på fig. 1-4 erstattet af et legeme 34, i hvilket materialeopsamlingscylinderen 9 er forskudt i retning mod venstre på fig.23 til en position, som ligger lodret under den venstre ende af aksen af det cylindriske legeme 2. Endvidere kan det omvendt pyramideformede legeme 8 erstattes af et legeme 35 vist på fig. 24, på hvilken materialeopsamlingscylinderen 9 er forskudt i sideretningen til den ene side af det cylindriske legeme 2, således at legemet 35 er forskudt i forhold til aksen uf det cylindriske legeme 2. Endvidere kan der som vist på fig. 25 være flere omvendt pyramideformede legemer 36 (f.eks. to som i det viste tilfælde), som er placeret aksialt i forhold til det cylindriske legeme 2. Denne konstruktion foretrækkes, når antallet af spiralforløb af gasstrømmen forøges ved forøgelse af længden af spiralstrømningskammeret 3 og det er ønskeligt, at totalhøjden af appratet reduceres.

Fig. 26 er en afbildning fra siden af endnu en udførelsesform ifølge opfindelsen, i hvilken dele svarende til de på fig. 1-4 viste er markeret med samme henvisningsbetegnelser. I denne udførelsesform er det omvendt pyramideformede legeme 8 i udførelsesformen vist på fig. 1-4 erstattet af et legeme 37 fastgjort til den nederste del af det cylindriske legeme 2. Legemet 37 omfatter indre vægafsnit 37a og 37b, som er krumme udefter. En ledeplade 38 for opsamlet materiale er ligeledes krum udefter, således at der afgrænses et udefter krumt rum 39 mellem den og det udefter krumme indvendige vægafsnit 37a. Ved denne udformning virker der en centrifugalkraft på gasstrømmen, som indføres i rummet 39 fra spiralstrømnings-kammeret 3 gennem åbningen 11, således at det kornformige materiale i gasstrømmen presses mod det indre vægafsnit 37a. Dette reducerer mængden af kornformigt materiale som føres med i den opadrettede gasstrøm, som strømmer indeni legemet 37 efter at have ændret retning ved den nedre ende 38a af ledepladen 38, hvorved effektiviteten, med hvilken det kornformige materiale udskilles, forøges.

Fig. 27 er en afbildning forfra af et brændingssystem for cementmateriale, i hvilket en flerhed af apparater til udskillelse af kornformigt materiale ifølge opfindelsen er indbygget i en flerhed af trin, og fig. 28 er en afbildning fra siden af dette apparat. Sammen med de øverste cykloner 53 og en nederste cyklon 54 udgør udskillelsesapparaterne 50, 51 og 52 forvarmere for suspensionen. Efter at være tilført gennem en kanal 55 blæses kornformigt materiale nedefra ved hjælp af opvarmet gas, således at der finder en varmeveksling sted mellem det kornformige materiale og gassen. Som vist med pile opsamles det kornformige materiale i cyklonerne 53 og strømmer nedefter gennem en kanal 56. Idet denne proces gentages, bevæger det kornformige materiale sig gennem kanalen 56 til udskillelsesapparatet 50, kanalen 57, udskillelsesapparatet 51, kanalen 58 og udskillelsesapparatet 52 til en kalcinerings-ovn 59, hvor materialet underkastes en dekarbonisering.

Det kornformige materiale, som kalcineres i kalcine-ringsovenen 59, føres gennem en kanal 60 til en cyklon 54, hvor det udskilles og sendes til en roterovn 61. I roterovnen brændes det kornformige materiale til klinker, som afkøles i en klinkerkøler 62, hvorefter det forarbejdes til det endelige produkt. Strømningsvejen for den ophedede gas er vist ved hjælp af punkterede pile. Aftræksgassen med høj temperatur fra roterovnen indføres i kalcineringsovnen 59 sammen med sekundær luft ved høj temperatur til forbrændingen og udvundet fra klinkerkøleren 62 gennem ledningen 63. Den opvarmede gas fra kalcineringsovnen 59 føres gennem kanalen 60, cyklonen 54, kanalen 58, udskillelsesapparatet 52, kanalen 57, udskillelsesapparatet 51, kanalen 56, udskillelsesapparatet 50, kanalen 55 og cyklonerne 53 og underkastes en varmeveksling med kornformigt materiale. Efter en varmeveksling udstødes gassen ved hjælp af en blæser 64.

Udskillelsesapparatet 50, 51 og 52 er mindre end de hidtil anvendte cykloner beskrevet ovenfor. På grund af dette kan der selvom apparatet anvendes som en forvarmer af en suspension med 5 trin (53, 50, 51, 52.og 54) som vist, vil totalhøjden være lig med en suspensionsforvarmer bestående udelukkende af cykloner af kendt type med fire trin. Det er indlysende, at varmevekslingen kan udføres med større effektivitet og at effektbehovet af blæseren 64 kan reduceres på grund af formindsket effekttab i udskillelsesapparaterne 50, 51 og 52, når forvarmeren for suspensionen indrettes med fem trin sammenlignet med en forvarmer for suspensionen udført med fire trin.

Ved anvendelse af endnu et udskillelsesapparat ifølge opfindelsen kan udskillelsesapparatet 50, 51 og 52 udgøre en forvarmer for suspension sammen med cyklonen 53 i øverste trin og cyklonen 54 i nederste trin i seks trin. Det er klart, at varmevekslingen kan foregå med forøget effektivitet og kan konstrueres indenfor en totalhøjde på en forvarmer bestående udelukkende af cykloner af kendt type i fire trin.

Pig. 29 og 30 viser resultater af eksperimenter udført med apparater til udskillelse af kornformigt materiale som vist på fig.5 - 8. I figurerne repræsenterer en fuldt optrukket kurve resultaterne opnået med apparatet ifølge opfindelsen og en punkteret kurve viser resultater opnået med en kendt cyklon anvendt som sammenligningsgrundlag. På fig. 29 viser en stiplet kurve til sammenligning resultater opnået med (A) et apparat uden skrå overfladeafsnit 6a i den nedre del af endevæggen på det cylindriske legeme 2 og ingen ledeplade for den spiralformede strømning 18 og uden ledeplade 20 for udskilt materiale og (B) et apparat med et skråt overfladeafsnit 67, men uden ledeplade 18 for den spiralformede strømning og uden ledeplade 20 for udskilt materiale. På fig. 22 vil det ses, at tilføjelsen af det skrå afsnit 6a i endevæggen 6 af det cylindriske legeme 2 og anvendelsen af ledepladen 18 for den spiralformede strømning og ledepladen 13 for udskilt materiale i den øvre og midterste del af det omvendt pyramideformede legeme 8, har en forbedrende virkning på udskillelsesgraden for apparatet ifølge opfindelsen til udskillelse af kornformigt materiale til et niveau, som svarer til virkningsgraden af en cyklon af kendt type. Det kornformige materiale, som er undersøgt i eksperimentet er et cementmateriale med en gennemsnitspartikelstørrelse på 40 μ. Generelt kan tryktabetΔρ i et apparat til udskillelse af kornformigt materiale udtrykkes ved følgende ligning:

(1)

hvor : Tryktabskoefficienten.

': Gassens vægtfylde.

v : Hastigheden, ved hvilken gassen indføres i apparatet g : Tyngdeaccelerationen.

Fra ligningen (1) vil det ses, at desto større tryktabskoefficienten er desto større vil tryktabet Δρ være under hensyn til at gassens vægtfylde og hastigheden, med hvilken gassen indføres i apparatet er den samme. Fig. 30 viser at tryktabskoefficienten er væsentlig lavere i apparatet ifølge opfindelsen (vist med fuldt optrukket linie) end i en cyklon af kendt type (punkteret linie). Fra dette kan det konkluderes, at tryktabet ^p er mindre i apparatet ifølge opfindelsen end det er i en cyklon af kendt type.

Fra den ovenstående beskrivelse vil det forstås, at gennem den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt et apparat til udskillelse af kornformigt materiale omfattende et cylindrisk eller konisk legeme med fortrinsvis vandret akse og cirkulært eller polygonalt med et antal kanter egnet til ikke at forstyrre den spiralformede gasstrømning i tværsnittet samt organer til indførelse af gassen tangentielt i spiralstrømningskammeret, således at der tilvejebringes en gasstrøm med spiral-formigt forløb i spiralstrømningskammeret, medens gassen passerer aksialt gennem kammeret. Ved dette arrangement undgås den indbyrdes påvirkning mellem to typer hvirvelstrømninger, som forekommer i en cyklon, hvorved tryktabet reduceres. I apparatet ifølge opfindelsen til udskillelse af kornformigt materiale er der til den nederste del af det cylindriske legeme forbundet et omvendt pyramideformet legeme til adskillelse af det kornformige materiale fra gasstrømmen, som inkorporeres ved tvungen indførsel af gasstrømmen ved hjælp af en åbning placeret på den forreste side af ledeorganerne i forhold til spiralstrømningen ind i det hule legeme. Dette gør det muligt at reducere dimensionerne på et apparat til udskillelse af kornformige materialer sammenlignet med en kendt cyklon, i hvilken det kornformige materiale bringes til at falde frit ved hjælp af tyngdekraften. Gassen indføres fra en åbning placeret på den set i forhold til den spiralformede strømning forreste side i organerne til opsamling af det kornformige materiale, således at dette opsamles positivt med en høj grad af effektivitet.

Claims (3)

1. Apparat til udskillelse ved hjælp af centrifugalkraft af i en gasstrøm suspenderede faststofpartikler og omfattende et cylindrisk legeme, der danner et strømningskammer, hvilket legeme har en vandret akse, en indløbskanal, der er forbundet med den ene ende af det cylindriske legeme tangentialt med den indre omkredsflade af dette, en udløbskanal, der er forbundet med den anden ende af det cylindriske legeme, et hult, omvendt pyramidisk legeme forbundet til den nedre del af det cylindriske legeme omfattende nedefter konvergerende vægge, hvilket hullegeme med dets brede basis er forbundet med det cylindriske legemes nederste del, idet en i forbindelsespunktet mellem det cylindriske legeme og hullegemet anbragt, krum ledeplade er udformet med to åbninger, der i det væsentlige strækker sig over hele bredden af det cylindriske legeme og parallelt med dettes længdeakse, kendetegnet ved, at udløbskanalen (5) har et koaksialt ind i strømningskammeret (3) ragende cylinderafsnit (4), at den ene af ledepladen (10) definerede åbning (11), regnet fra en skrueformet linie, der følger strømningskammerets kontur og som fører fra indløbskanalen til udløbskanalen, er anbragt nærmere ved indløbskanalen (1) end den anden åbning (12) på en sådan måde, at i forhold til den via indløbskanalen (1) tilførte gas ligger den ene åbning (11) modstrøms og den anden åbning (.12) medstrøms i forhold til den skrueformet strømmende gas, og at en indeni hullegemet (8) anbragt partikelledéplade (13), der sammen med en (8a) af væggene (8a til 8d) i hullegemet (8) danner et partikelopsamlingsrum (14), der er forbundet med den modstrøms liggende åbning (11) i strømningskammeret (3).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ledeplådén (10) er krum med tilnærmelsesvis samme krumning som det cylindriske legemes omkredsvæg.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at ledeplåden (10) har den samme radius som de indvendige vægflader af det cylindriske legeme (2). For: Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha