DK154477B - Cyklonseparator - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en cyklonseparator som nærmere angivet ikrav l's indledning.

Centrifugal- eller cyklonseparatorer, der også almindeligtbetegnes cykloner, er velkendte. Det er ligeledes kendt,at denne type af separatorer for faste og gasformige mate¬rialer arbejder med praktisk taget samme effektivitetunder tryk og under sugning. De omfatter normalt et øver¬ste cylindrisk legeme, som fortsættes nedefter i et neder-ste støvsamlende keglestubformet legeme, idet det øverstecylindriske legeme har et tangentialt indløb for blan¬dingen af gas og fast materiale, som skal skilles, og etlodret anbragt centralrør, som tjener som udløb forgasserne, medens det keglestubformede nederste legeme haren åbning forneden, som tjener som udløb for fraskiltefaste materialer.

I induktions- eller sugecykloner har man normalt foretruk¬ket også at give det øverste legeme keglestubform, idet åb¬ningen med den største diameter er rettet nedad, medensdet nederste legeme med større konicitet er direkteforbundet dermed til dannelse af en kontinuerlig overflademed det øverste koniske legeme. Indløbet for blandingenfor gas og fast materiale er også tangentialt i væggen afdet svagt konisk nedad divergerende øverste keglestub-formede legeme, og udløbet for gasserne, som er undersugning i dette specielle tilfælde, er anbragt lodret pådet øverste låg af det øverste keglestubformede legeme.

Den kendte tekniks cyklonseparatorer er nogenlunde effek¬tive til fraskillelse af forskellige størrelser af fastepartikler, som medføres i en gas, men de har alvorligemangler, når de materialer, som skal udskilles, har en fed¬tet karakter eller andre egenskaber, som gør partiklerneklæbende, thi selv om de pågældende partikler ikke er til¬bøjelige til at klæbe til den indvendige nedad divergerende koniske overflade i de øverste legemer af induktionscyklo¬nerne, er de tilbøjelige til at blive fanget i de hjørner,som dannes ved samlingen mellem det øverste keglestubfor¬mede legeme og det nederste keglestubformede legeme, og deer også tilbøjelige til at hæfte på hele overfladen af detnederste keglestubformede legeme, idet dette konvergerernedad og frembyder en indre overflade under indvirkning aftyngdekraften på de partikler, som falder ned på den.

Det ovenfor omtalte er en alvorlig ulempe, da det kræver enrenseoperation, og i ekstreme tilfælde kan der ske en til¬stopning af udstyret eller i det mindste en mangelfulddrift, hvor fraskillelsen af partiklerne ikke udføres kor¬rekt.

Man har derfor længe søgt at konstruere en cyklon¬separator, som uden tab af effektivitet til fraskillelseaf partikler af forskellig vægtfylde fra en gasstrøm ertilstrækkelig effektiv til at holde alle de indre over¬flader af apparatet absolut rene uden hensyn til denomstændighed, at separatoren behandler klæbrige ellerhæftende materialer, som søger at hobe sig op i hjørnerneog på de overflader, som er underkastet tyngdekraftensindvirkning i det indre af separatoren.

I betragtning af den kendte tekniks mangler er formålet medden foreliggende opfindelse at anvise en cyklonseparator afmeget simpel konstruktion og alligevel med enestående ef¬fektivitet i henseende til at behandle klæbende materialer,idet dog alle indre overflader af apparatet forbliver abso¬lut rene.

Gennem opfindelsen sikres, at de materialer, som fjernesfra gasstrømmen, mister deres kontakt med den indre over¬flade af separatoren momentant, hvilket muliggør indførin¬gen af luftstrømme mellem materialet og den indre væg afcyklonseparatoren.

Gennem den foreliggende opfindelse anvises det ligeledes,at man ved cyklonseparatorens konstruktion undgår eksisten¬sen af alle slags hjørner og drejninger, hvor det fraskiltestof kan ophobes, især når det er klæbende eller er til¬bøjeligt til vedhængning.

Med cyklonseparatoren ifølge opfindelsen undgår man hyppigerenseoperationer, hvilket betyder en besparelse af tid ogarbejdskraft.

Cyklonseparatoren ifølge opfindelsen er ejendommelig veddet i krav l's kendetegnende del anførte, hvilket tilladerindstrøning af luft nedad i det nederste keglestubformedelegeme under overstrygning af hele dettes indre overflade,så at der dannes en luftpude, som forhindrer, at det støv,som medføres af den støvfyldte luft og skilles fra denneved centrifugalkraft, kommer i kontakt med den indre over¬flade af det nederste keglestubformede legeme.

Opfindelsen skal forklares nærmere i forbindelse med teg¬ningen, hvor fig. 1 viser et perspektivisk billede med visse dele fjer¬net af en cyklonseparator i en udførelsesformifølge opfindelsen, fig. 2 et tværsnit af den enkelthed, som er angivet vedhjælp af en cirkel i fig. 1, og som illustrerer detillukkelige luftindføringsåbninger i den i fig. 1viste udførelsesform, og fig. 3 et lignende billede som fig. 2, men i en konstruk¬tion, hvor de tillukkelige åbninger svarer til enanden udførelsesform.

I fig. 1 og 2 er der vist en centrifugal- eller cyklonsepa¬rator i en foretrukken udførelsesform, som omfatter et ne¬derste keglestubformet legeme 1, hvis grundflade med stør¬ ste diameter er rettet opad, og et øverste keglestubformetlegeme 1, hvis grundflade med største diameter er rettetopad, og et øverste keglestubformet legeme 2, hvisgrundflade med største diameter er rettet nedad, og dettelegeme er anbragt koncentrisk i den øverste åbne ende afdet keglestubformede legeme 1 og indført deri til etformål, som vil fremgå af det følgende. Det øverstelegeme 2 indeholder et centralrør 3, gennem hvilken derudøves en passende sugning, som befordrer gassen og detfaste materiale, som skal fraskilles, samt et indløb 4 forblandingen af gas og fast materiale, ligeledes anbragt idet øverste keglestubformede legeme 2 og rettet tangen-tialt mod dets væg 9.

Ved den nederste kant af det nederste keglestubformede le··gerne 1 findes der et udløb 5 for fast materiale, der påkendt måde kan være sammenkoblet med et roterende gastilba-gehoIdende apparat, der arbejder enten under tryk eller un¬der sugning, og som tjener til samling af det fraskilte fa¬ste materiale.

Den i fig. 1 og 2 viste cyklonseparators nederste kegle¬stubformede legeme 1 er dannet af en keglestubformet væg 6,som ved sin nederste ende slutter i en cylindrisk kort væg7, som danner mundingen 5 for udløbet af fast materiale.Ved den øverste ende med største diameter har den kegle¬stubformede væg 6 en radialt udad rettet flange 8, på hvil¬ken der på passende måde kan anbringes et ringformet låg12, fx ved hjælp af skruer eller ved svejsning, i hvilketlåg 12 det øverste keglestubformede legeme 2 optages på denmåde, som fremgår af følgende.

Det keglestubformede legeme 2 er dannet af en keglestub-formet væg 9, hvis øverste ende med lille diameter er luk¬ket ved hjælp af et cirkulært låg 10, som danner et indven¬digt fremspring, hvis nederste kant slutter i en passendehøjde, fortrinsvis i et niveau en smule under niveauet for den nederste kant 16 af den koniske væg 9, og den nedersteåbne kant 16 af konusvæggen 9 med stor diameter er indsatkoncentrisk i og rettet nedefter ved den øverste kant afden koniske væg 6 af det nederste keglestubformede legeme 1, så at en del 11 af den koniske væg 9 befinder sig underniveauet for den øverste kant af den koniske væg 6. Ydersi¬den af den koniske væg 9 er fx ved svejsning forbundet meddet ovenfor beskrevne låg 12, hvis yderkant atter er for¬bundet med flangen 8 på konusvæggen 6, hvorved der dannesen ringformet zone imellem de konusformede partier og medform som et kammer 17, hvor den nederste ende 16 af konus¬væggen 9 ligger inden for og koncentrisk i forhold til denindre overflade af konusvæggen 6, som det tydeligt ses ifig. 2.

Det ovenfor beskrevne indløb 4 er anbragt tangentialt påden koniske væg 9 på det øverste keglestubformede legeme 2,så at dets indløbsåbning 14 er anbragt således i forholdtil den koniske væg 9, at strømmen af gas og fast stof, somtræder ind i cyklonseparatoren, indføres med stor hastighedog i tangential retning i forhold til den indre overfladeaf den koniske væg 9 af det øverste keglestubformede legeme 2.

Over hele omkredsen af det ringformede låg 12 findes dermellem det øverste og det nederste keglestubformede legeme1 og 2 en række af tillukkelige åbninger 15, gennem hvilkeder kan indføres luft til et formål, som skal beskrives inærmere enkeltheder i forbindelse med virkemåden af separa¬toren ifølge opfindelsen.

Åbningerne 15 kan tillukkes ved hjælp af individuelle prop¬per, eller de kan lukkes helt eller delvis ved hjælp af detarrangement, som tydeligt fremgår af fig. 3, hvor det kanses, at der over det ringformede låg 12 findes et yderli¬gere ringformet glidende låg 20, som kan forskydes langsdet styr, som dannes af en passende flange 19 understøttet af et cylindrisk legeme 18, som er fastgjort til den koni¬ske vægs 6 flange 8, så at styret kan tjene til fri bevæ¬gelse af det glidende låg 20 i forhold til låget 12, hvor¬ved de tilsvarende åbninger 21 i det glidende låg 20 faldermere eller mindre sammen med åbningerne 15 i låget 12 tilåbning eller lukning af alle åbninger helt eller delvis ef¬ter behov.

Virkemåden af cyklonseparatoren er som følger: Cyklonsepa¬ratoren underkastes sugning ved hjælp af et vilkårligt va¬kuumf rembringende apparat såsom en centrifugal- eller aksi-alventilator eller en kompressor eller ved hjælp af en va¬kuumpumpe, som er forbundet med sugeskakten 3, så ut derudøves en effektiv sugevirkning gennem fremspringet påskakten 3, hvorved der drives en strøm af gas og partikel¬formede faste materialer til indføring gennem mundingen 14på tilførselsskakten 4 i tangential retning mod den indreoverflade af den koniske væg 9 af det øverste keglestubfor¬mede legeme. Blandingen af gas og faste partikler, somtræder hurtigt og tangentialt ind gennem mundingen 14,kommer ind med en forudbestemt hastighed, så at kun megetsmå partikler eller partikler med lettere vægtfyldefjernes fra separatoren gennem dennes top, idet de med¬bringes af gassen, altså gennem det rørformede fremspringpå centralrøret 3 ved sugevirkningen, medens de større par¬tikler og partikler med højere vægtfylde vil overvinde denmedbringende kraft fra sugningen og under indvirkning aftyngdekraften og centrifugalkraften vil falde langs detindre af den koniske væg 9 og vil derefter fortsætte medat falde langs det nederste keglestubformede legeme 1 ogblive samlet gennem den nederste munding 5, hvor det oven¬nævnte luft- eller tryktilbageholdende apparat er anbragt.

Ved den sædvanlige drift af den kendte tekniks cyklonsepa¬ratorer dækkes de indre vægge efterhånden af vedhængendepartikler, især når man arbejder med fedtede materialer el¬ler ved andre materialer med en karakter, som gør dem hæf¬ tende eller klæbrige, og dette er som nævnt ovenfor en al¬vorlig ulempe, da det kræver hyppige renseoperationer, ogi ekstreme tilfælde kan der ske en tilstopning af anlæg¬get, eller i det mindste foregår en mangelfuld drift, hvorfraskillelsen af partiklerne ikke sker korrekt.

I separatoren ifølge opfindelsen er indløbet for gasstrøm¬men med faste stoffer dannet af det keglestubformedelegeme 2, hvis koniske væg 9 har en skrånende stilling,som søger at danne en del af taget, altså søger at være enoverliggende bestanddel, hvorved det som følge af tyngde¬kraftens virkning er praktisk taget umuligt, at partikler,som bevæger sig med stor hastighed, forbliver fasthæftetdertil, idet disse partikler normalt frigøres i kraft afden omstændighed, at de påvirkes af en centrifugalkraftover en overflade, som er overliggende, og som derfor ikkesøger at tilbageholde disse partikler. De partikler, somløber langs den indre overflade af den koniske væg 9, fort¬sætter med at bevæge sig nedad til delen 11 af væggen 9 ogkastes ind under den nederste åbne kant 16 af væggen 9,hvorefter de slår.an mod den indre overflade af væggen 6på det nederste keglestubformede legeme 1, på hvilken over¬flade partiklerne kan hæfte, fordi denne overflade bliveren slags projektion af gulvet, idet den befinder sig neden¬under, og idet partiklerne falder ved både tyngdekraftenog centrifugalkraften på den indre overflade af konusvæg¬gen 6.

Man undgår vedhængningen af partiklerne på den indre væg afapparatet ved hjælp af den koncentriske nederste kant 16 pådet øverste keglestubformede legeme 2, som befinder sig iafstand fra den indre overflade af den koniske væg 6 af detnederste keglestubformede legeme, så at de partikler, derfalder derpå, momentant mister deres kontakt med enhver in¬dre overflade af separatoren, hvilket tillader indføringenaf en strøm af luft frembragt af den sugning, som danner et vakuum i kammeret 17, hvorved luft tvinges voldsomt ind iåbningerne 15 på det ringformede låg 12. Disse luftstrøm¬me, som tydeligt er vist med pile i fig. 1 og 2, bestrygerhele den indre overflade af konusvæggen 6 og forebygger så¬ledes, at de partikler, som kastes ind under kanten 16 afdelen 11 på den øverste konusvæg 9, vil komme i direkte kontakt med den indre overflade af konusvæggen 6, men devil i stedet bevæge sig på en luftpude, som dannes af denluftstrøm, som indføres gennem åbningerne 15 i låget 12, ogsom frembringes af det vakuum, som dannes i kammeret 17 vedden sugning, som udøves gennem sugeskakten 3.

Afhængigt af graden af klæbrigheden eller vedhængning af debehandlede materialer kan åbningen af boringerne 15 i låget12 reguleres, enten ved hjælp af tilpropning af en del afhullerne individuelt eller ved hjælp af lukkeindretningen ifig. 3, så at luftstrømmen kan være kraftigere eller sva¬gere til opnåelse af den ønskede effektivitet hos separato¬ren, som har stor alsidighed, idet separatoren også kan be¬nyttes til ikke-klæbende materialer, i hvilket tilfælde åb¬ningerne 15 ikke er nødvendige og helt eller delvis kantilproppes eller dækkes.

Gennem den foreliggende opfindelse anvises der således encyklonseparator som helt er i stand til at bevirke en meka¬nisk fraskillelse af partikler med forskellig vægtfylde el¬ler vægt ved hjælp af den kombinerede brug af centrifugal¬kraft og tyngdekraft, idet man samtidig gør brug af det va¬kuum, som frembringes ved sugning, til indføring af strømmeaf luft parallelt med de indre vægge af apparatet til dan¬nelse af en luftpude, som vil forhindre, at klæbrige ellerhæftende partikler hober sig op på de indre overflader afseparatoren, så at denne forbliver helt ren. Dette medfø¬rer elimineringen af hyppige rensninger som i den kendteteknik, hvor apparatet meget hyppigt tilsmudses, fordi der findes materialeopbygningshjørner, og fordi materialernebevæger sig i direkte kontakt med de indre overflader,hvilket medfører en uønsket ophobning af materialer.

Claims (4)

1. Cyklonseparator til behandling af klæbende materialer,som omfatter et nederste opad divergerende keglestubformetlegeme (1) og et øverste nedad divergerende keglestub¬formet legeme (2), idet den nedadtil åbne ende (16) medstørre diameter af det øverste keglestubformede legeme (2)har en diameter, som er væsentligt mindre end diameterenaf den opefter åbne øverste ende af det nederste keglestub-formede legeme (1), og idet det øverste keglestubformedelegeme (2) er ført ind i og ned i den øverste ende medstørre diameter af det nederste keglestubformede legeme(1), så at den nederste kant (11) på det øverste keglestub-formede legeme (1) er anbragt koncentrisk og i afstandindefter fra den indre overflade af det nederste keglestub-formede legeme (1) og ligeledes befinder sig et stykkeunder den øverste kant af det nederste keglestubformedelegeme (1), hvorhos der er anbragt et tangentialt indløb{4) på den koniske væg (9) af det øverste keglestubformedelegeme (2), idet et cirkulært låg (10) lukker den øversteende af det øverste keglestubformede legeme (2), og idetcentralrøret (3) er lodret anbragt i midten af det cir¬kulære låg (10), og et udløb (5,7) til udtømning af fastmateriale er anbragt i den nederste ende af det nederstekeglestubformede legeme (1), kendetegne t ved,at et ringformet låg (12) strækker sig mellem den øverstekant af det nederste keglestubformede legeme (1) og denydre overflade af den koniske væg (9) på det øverste kegle¬stubformede legeme (2) til lukning af mellemrummet imellemdem, ligesom der findes et antal tillukkelige åbninger(15) på hele omkredsen af det ringformede låg 12, hvilkettillader indstrømning af luft nedad i det nederste kegle¬stubformede legeme (1) under overstrygning af hele dettesindre overflade, så at der dannes en luftpude, somforhindrer, at det støv, som medføres af den støvfyldteluft og skilles fra denne ved centrifugalkraft, kommer i kontakt med den indre overflade af det nederstekeglestubformede legeme (1).

2. Separator ifølge krav 1, kendetegnet ved,at den nederste ende (16) af det øverste keglestubformedelegeme (2) og den øverste ende af det nederste keglestub¬formede legeme (1) samt det ringformede låg (12) med åbnin¬ger (15) danner et ringformet kammer (17), hvori der danneset vakuum ved den sugning, som udøves i separatoren, tilindføring af strømme af luft gennem de tillukkelige åbnin¬ger (15), hvilke strømme af luft overstryger hele den indreoverflade af det nederste keglestubformede legeme (1) pådet tidspunkt, hvor det fraskilte faste materiale mistersin kontakt med de indre overflader, når det kastes ud un¬der den nederste kant (11) af det øverste keglestubformedelegeme (2) mod den indre overflade af det nederste kegle¬stubformede legeme (1).

3. Separator ifølge krav 2, kendetegnet ved,at de tillukkelige åbninger (15) reguleres ved hjælp af in¬dividuelle propper, som kan tilproppe nogle eller alle åb¬ninger .

4. Separator ifølge krav 2, kendetegnet ved,at der er anbragt et glidbart ringformet låg (20) på detringformede låg (12), hvilket glidbare ringformede låg (20)har åbninger (21) svarende til de tillukkelige åbninger(15) i det ringformede låg (12), så at glidningsrotation afdet glidbare låg (20) over det ringformede låg (12) forår¬sager hel eller delvis tillukning af hver af de tillukkeli¬ge åbninger (15).