EP0346747A2 - Cyclone separator - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a cyclone separator whose cyclone housing has an upper cylindrical housing section, into which an inlet channel opens and an immersion tube for discharging the clean gas flow, and a conical funnel section which adjoins the cylindrical section at the bottom and which is open at the bottom with a gas-tight solids collection container Connection is established.
- the invention solves the problem of increasing the degree of separation of a cyclone separator of the type mentioned at the outset and, in particular, of ensuring that solid particles flowing downward into the solids collection container on the wall of the funnel section are not whirled up again as far as possible.
- a hollow solid discharge lock which is arranged concentrically to the cyclone axis, projects into the funnel section and into the solids collection container, which is designed within the funnel section as an upwardly tapering cone and which is open to the funnel section and to the solids collection container.
- the solids discharge lock acts on the one hand in the funnel section as a vortex limiter and as a guiding device for deflecting the gas flow upwards, and on the other hand uses the negative pressure prevailing in the core of the vortex rotating in the cyclone container to suck gas back from the gas space of the solids collection container into the separation space of the cyclone separator. It arises in Annular gap between the discharge lock and the cyclone housing wall surrounding it, a mainly downward gas flow, from which the flowing away of the separated strands of solid into the solid collection container is promoted and prevents an upward directed counter-current sighting from the solid collection container from forming in this annular gap.
- the solids discharge lock is also designed as a cone within the solids collection container, which, however, tapers downwards.
- the residual swirl of the gas flow entering the collecting container is further reduced, in particular if a solid discharge collar protrudes into the collecting container around the solids discharge lock and widens downward at least in its lower section.
- a cylindrical solids discharge pipe is preferably connected between the funnel section and the solids collection container.
- the solids discharge lock it is preferred to design the solids discharge lock in its section running inside the discharge tube over at least the largest part of the length of the discharge tube.
- the solids discharge lock can be supported on the wall of the cyclone housing or the solids collection container using support struts.
- the solids discharge lock is carried over the solids collection container by a blade ring with inclined blades. This closes with its blades on the surrounding housing wall Blade ring contributes to the fact that a countercurrent sifting through gas flowing back from the solid collection container through the annular gap formed between the discharge lock and the surrounding wall does not form.
- the interior of the solids discharge sluice is connected to the cyclone inlet channel via a return line and a suction fan which promotes the inlet channel is switched into the return line.
- a suction fan which promotes the inlet channel is switched into the return line.
- the support elements supporting the discharge lock are preferably used.
- the solids discharge lock in the solids collection container can be supported on hollow support struts which open into the discharge lock and to which the return line is connected.
- the embodiments of the cyclone separator each have a cyclone housing with an upper cylindrical housing section 1 and a funnel section 4 which adjoins downwards and tapers downwards and opens out into a solids collecting container 5 via a cylindrical solids discharge pipe 8.
- the solid collection container 5 has an upper cylindrical section with a diameter which is substantially larger than that of the discharge tube 8 and a section which tapers conically downwards.
- a spiral inlet channel 2 opens into the cylindrical housing section 1 of the cyclone separator and a dip tube 3 protrudes from above to discharge the clean gas flow.
- a solids discharge lock 6 is installed concentrically, which projects upwards into the funnel section 4 and downwards into the solids collecting container 5.
- the discharge lock is designed within the funnel section 4 as a slim cone tapering upwards and, in the embodiments shown, extends within the funnel section 4 over approximately two thirds of the length of the funnel section.
- the discharge lock 6 is cylindrical within the discharge tube 8 and, at its lower end projecting into the solids collecting container 5, is designed as a cone tapering downwards.
- a discharge collar 7 projects downward into the solid-matter collecting container 5 around the discharge lock.
- the solids discharge lock 6 is hollow and open upwards into the funnel section 4 and downwards into the solids collecting container 5.
- the solids discharge lock 6 is supported on inclined support struts 13 on the wall of the solids collecting container 5.
- These support struts 13 are hollow, open into the discharge lock 6 and are connected externally to a return line 11, which is returned to the inlet channel 2 of the cyclone separator with the interposition of a suction fan 12.
- a return line 11 which is returned to the inlet channel 2 of the cyclone separator with the interposition of a suction fan 12.
- the solids discharge lock is fastened in the discharge pipe 8 with the aid of a blade ring 9 with inclined blades. This additionally prevents constructively that between the discharge lock 6 and the discharge pipe 8 an upward directed flow out of the solids collection container is formed, which would lead to a countercurrent sifting.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider, dessen Zyklongehäuse einen oberen zylindrischen Gehäuseabschnitt, in welchen ein Einlaufkanal mündet und ein Tauchrohr zum Abführen des Reingasstromes hineinragt, und einen sich an den zylindrischen Abschnitt nach unten anschließenden konischen Trichterabschnitt aufweist, der nach unten mit einem gasdichten Feststoffsammelbehälter in offener Verbindung steht.The invention relates to a cyclone separator whose cyclone housing has an upper cylindrical housing section, into which an inlet channel opens and an immersion tube for discharging the clean gas flow, and a conical funnel section which adjoins the cylindrical section at the bottom and which is open at the bottom with a gas-tight solids collection container Connection is established.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, den Abscheidegrad eines Zyklonabscheiders eingangs erwähnter Art zu erhöhen und insbesondere dafür zu sorgen, daß an der Wand des Trichterabschnittes nach unten in den Feststoffsammelbehälter fließende Feststoffteilchen möglichst nicht wieder aufgewirbelt werden.The invention solves the problem of increasing the degree of separation of a cyclone separator of the type mentioned at the outset and, in particular, of ensuring that solid particles flowing downward into the solids collection container on the wall of the funnel section are not whirled up again as far as possible.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in den Trichterabschnitt und in den Feststoffsammelbehälter eine konzentrisch zur Zyklonachse angeordnete hohle Feststoff-Austragsschleuse hineinragt, die innerhalb des Trichterabschnittes als sich nach oben verjüngender Kegel ausgebildet ist und die zu dem Trichterabschnitt und zu dem Feststoffsammelbehälter hin offen ist.This is achieved according to the invention in that a hollow solid discharge lock, which is arranged concentrically to the cyclone axis, projects into the funnel section and into the solids collection container, which is designed within the funnel section as an upwardly tapering cone and which is open to the funnel section and to the solids collection container.
Die erfindungsgemäße Feststoff-Austragsschleuse wirkt einerseits in dem Trichterabschnitt als Wirbelbegrenzer und als Leitvorrichtung zum Umlenken der Gasströmung nach oben und nutzt andererseits den im Kern des im Zyklonbehälter rotierenden Wirbels herrschenden Unterdruck dazu aus, Gas aus dem Gasraum des Feststoffsammelbehälters in den Abscheideraum des Zyklonabscheiders zurückzusaugen. Es entsteht im Ringspalt zwischen der Austragsschleuse und der diese umgebenden Zyklongehäusewand eine hauptsächlich abwärts gerichtete Gasströmung, von welcher das Abfließen der abgeschiedenen Feststoffsträhnen in den Feststoffsammelbehälter begünstigt wird und verhindert wird, daß sich in diesem Ringspalt eine nach oben gerichtete, aus dem Feststoffsammelbehälter herausführende Gegenstromsichtung ausbildet.The solids discharge lock according to the invention acts on the one hand in the funnel section as a vortex limiter and as a guiding device for deflecting the gas flow upwards, and on the other hand uses the negative pressure prevailing in the core of the vortex rotating in the cyclone container to suck gas back from the gas space of the solids collection container into the separation space of the cyclone separator. It arises in Annular gap between the discharge lock and the cyclone housing wall surrounding it, a mainly downward gas flow, from which the flowing away of the separated strands of solid into the solid collection container is promoted and prevents an upward directed counter-current sighting from the solid collection container from forming in this annular gap.
Vorzugsweise ist die Feststoff-Austragsschleuse auch innerhalb des Feststoffsammelbehälters als Kegel ausgebildet, der sich jedoch nach unten verjüngt. Hierdurch wird der Restdrall der in den Sammelbehälter eintretenden Gasströmung weiter vermindert, insbesondere wenn in den Sammelbehälter rings der Feststoff-Austragsschleuse ein Feststoff-Austragskragen hineinragt, der sich wenigstens in seinem unteren Abschnitt diffusorartig nach unten erweitert.Preferably, the solids discharge lock is also designed as a cone within the solids collection container, which, however, tapers downwards. As a result, the residual swirl of the gas flow entering the collecting container is further reduced, in particular if a solid discharge collar protrudes into the collecting container around the solids discharge lock and widens downward at least in its lower section.
Wenngleich der Trichterabschnitt des Zyklonabscheiders unmittelbar in den Feststoffsammelbehälter münden kann, ist vorzugsweise ein zylindrisches Feststoff-Austragsrohr zwischen den Trichterabschnitt und den Feststoffsammelbehälter eingeschaltet. In diesem Fall wird es bevorzugt, die Feststoff-Austragsschleuse in ihrem innerhalb des Austragsrohres verlaufenden Abschnitt über wenigstens den größten Teil der Länge des Austragsrohres hin zylindrisch auszubilden.Although the funnel section of the cyclone separator can open directly into the solids collection container, a cylindrical solids discharge pipe is preferably connected between the funnel section and the solids collection container. In this case, it is preferred to design the solids discharge lock in its section running inside the discharge tube over at least the largest part of the length of the discharge tube.
Die Feststoff-Austragsschleuse kann mit Hilfe von Stützstreben an der Wand des Zyklongehäuses beziehungsweise des Feststoffsammelbehälters abgestützt werden. In einer anderen Ausführungsform wird die Feststoff-Austragsschleuse über dem Feststoffsammelbehälter von einem Schaufelkranz mit schräg angestellten Schaufeln getragen. Dieser mit seinen Schaufeln an der umgebenden Gehäusewand abschließende Schaufelkranz trägt dazu bei, daß sich eine Gegenstromsichtung durch aus dem Feststoffsammelbehälter durch den Ringspalt zwischen der Austragsschleuse und der umgebenden Wand ausgebildeten Ringspalt zurückströmendes Gas nicht ausbildet.The solids discharge lock can be supported on the wall of the cyclone housing or the solids collection container using support struts. In another embodiment, the solids discharge lock is carried over the solids collection container by a blade ring with inclined blades. This closes with its blades on the surrounding housing wall Blade ring contributes to the fact that a countercurrent sifting through gas flowing back from the solid collection container through the annular gap formed between the discharge lock and the surrounding wall does not form.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Innenraum der Feststoff-Austragsschleuse über eine Rückführleitung mit dem Zyklon-Einlaufkanal verbunden und ist in die Rückführleitung ein zum Einlaufkanal förderndes Sauggebläse eingeschaltet. Hierdurch werden feine Feststoffteilchen, die im Gasstrom durch die Austragsschleuse hindurch mitgeführt werden, zum Einlaufkanal des Zyklonabscheiders zurückgesaugt und daher einer neuerlichen Abscheidebehandlung unterworfen. Wenngleich bei dieser Ausführungsform die Feststoff-Austragsschleuse zum Trichterabschnitt des Zyklongehäuses hin geschlossen sein könnte, wird es bevorzugt, die Austragsschleuse auch bei dieser Ausführungsform zum Trichterabschnitt hin offen auszubilden, weil dadurch das Sauggebläse kleiner ausgelegt werden kann.In a preferred development of the invention, the interior of the solids discharge sluice is connected to the cyclone inlet channel via a return line and a suction fan which promotes the inlet channel is switched into the return line. As a result, fine solid particles which are carried in the gas stream through the discharge lock are sucked back to the inlet channel of the cyclone separator and are therefore subjected to a new separation treatment. Although in this embodiment the solids discharge lock could be closed towards the funnel section of the cyclone housing, it is preferred to make the discharge lock open towards the funnel section also in this embodiment because the suction blower can thereby be made smaller.
Zum Anschließen des Innenraums der Feststoff-Austragsschleuse an die Rückführleitung werden vorzugsweise die die Austragsschleuse abstützenden Stützelemente ausgenutzt. Insbesondere kann die Feststoff-Austragsschleuse im Feststoffsammelbehälter auf hohlen Stützstreben abgestützt sein, die in die Austragsschleuse münden und an denen die Rückführleitung angeschlossen ist.To connect the interior of the solids discharge lock to the return line, the support elements supporting the discharge lock are preferably used. In particular, the solids discharge lock in the solids collection container can be supported on hollow support struts which open into the discharge lock and to which the return line is connected.
Die Erfindung wird im folgenden anhand dreier Ausführungsformen erläutert, die aus der Zeichnung jeweils im schematischen Längsschnitt ersichtlich sind.The invention is explained below with reference to three embodiments, each of which can be seen in the drawing in schematic longitudinal section.
Die Ausführungsformen des Zyklonabscheiders weisen jeweils ein Zyklongehäuse mit einem oberen zylindrischen Gehäuseabschnitt 1 und einem sich daran nach unten anschließenden, sich nach unten verjüngenden Trichterabschnitt 4 auf, der über ein zylindrisches Feststoff-Austragsrohr 8 in einen Feststoff-Sammelbehälter 5 mündet. Der Feststoffsammelbehälter 5 weist einen oberen zylindrischen Abschnitt mit einem Durchmesser, der wesentlich größer als derjenige des Austragsrohrs 8 ist, und einen sich trichterförmig nach unten konisch verjüngenden Abschnitt auf. In den zylindrischen Gehäuseabschnitt 1 des Zyklonabscheides mündet oben ein spiralförmiger Einlaufkanal 2 ein und ragt von oben ein Tauchrohr 3 zum Abführen des Reingasstromes hinein.The embodiments of the cyclone separator each have a cyclone housing with an upper
In den unteren Teil des Zyklonabscheiders ist eine Feststoff-Austragsschleuse 6 konzentrisch eingebaut, die nach oben in den Trichterabschnitt 4 und nach unten in den Feststoffsammelbehälter 5 hineinragt. Die Austragsschleuse ist innerhalb des Trichterabschnittes 4 als sich nach oben verjüngender schlanker Kegel ausgebildet und erstreckt sich bei den gezeigten Ausführungsformen innerhalb des Trichterabschnittes 4 über etwa zwei Drittel der Länge des Trichterabschnittes. Die Austragsschleuse 6 ist innerhalb des Austragsrohres 8 zylindrisch und an ihrem in den Feststoffsammelbehälter 5 hineinragenden unteren Ende als sich nach unten verjüngender Kegel ausgebildet. In Verlängerung des Austragsrohres 8 ragt rings der Austragsschleuse ein Austragskragen 7 nach unten in den Feststoffsammelbehälter 5.In the lower part of the cyclone separator, a
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Feststoff-Austragsschleuse 6 hohl und nach oben in den Trichterabschnitt 4 sowie nach unten in den Feststoffsammelbehälter 5 hinein offen.As can be seen from FIG. 2, the
Weiter ist bei der Ausführungsform aus Figur 2 die Feststoff-Austragsschleuse 6 auf schrägen Stützstreben 13 an der Wand des Feststoffsammelbehälters 5 abgestützt. Diese Stützstreben 13 sind hohl, münden in die Austragsschleuse 6 und sind außen an eine Rückführleitung 11 angeschlossen, die unter Zwischenschaltung eines Sauggebläses 12 zum Einlaufkanal 2 des Zykonabscheiders zurückgeführt ist. Hierdurch werden im unteren Teil des Innenraumes der Feststoff-Austragsschleuse 6 Gas und von diesem mitgeführte feine Feststoffteilchen abgeführt und in den Zykon-Einlaufkanal 2 zurückgeführt.Furthermore, in the embodiment from FIG. 2, the
Bei der Ausführungsform aus Figur 3 ist die Feststoff-Austragsschleuse mit Hilfe eines Schaufelkranzes 9 mit schräg angestellten Schaufeln im Austragsrohr 8 befestigt. Hierdurch wird zusätzlich konstruktiv verhindert, daß sich zwischen der Austragsschleuse 6 und dem Austragsrohr 8 eine nach oben gerichtete, aus dem Feststoffsammelbehälter herausführende Gegenströmung ausbildet, die zu einer Gegenstromsichtung führen würde.In the embodiment from FIG. 3, the solids discharge lock is fastened in the
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