EP0346747B1 - Zyklonabscheider - Google Patents

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EP0346747B1
EP0346747B1 EP89110281A EP89110281A EP0346747B1 EP 0346747 B1 EP0346747 B1 EP 0346747B1 EP 89110281 A EP89110281 A EP 89110281A EP 89110281 A EP89110281 A EP 89110281A EP 0346747 B1 EP0346747 B1 EP 0346747B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solids
discharge
discharge lock
collecting tank
cyclone separator
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89110281A
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English (en)
French (fr)
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EP0346747A3 (de
EP0346747A2 (de
Inventor
Siegbert Dr.-Ing. Schulz
Georg Dipl.-Ing. Baukelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DOZENT DOPPELZYKLON- ENTSTAUBUNGSANLAGEN GmbH
Original Assignee
DOZENT DOPPELZYKLON- ENTSTAUBUNGSANLAGEN GmbH
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Publication date
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Publication of EP0346747A3 publication Critical patent/EP0346747A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/181—Bulkheads or central bodies in the discharge opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/185—Dust collectors

Definitions

  • the invention relates to a cyclone separator according to the introductory part of patent claim 1.
  • Such a cyclone separator is known from DE-C-936488.
  • the hollow discharge lock in this case has a conical section tapering upwards in the solid collection container and a cylinder section protruding into the funnel section of the cyclone housing, as a result of which an annular gap is present between the lower edge of the funnel section opening into the solid collection container and the discharge lock.
  • the invention solves the problem of further increasing the degree of separation of a cyclone separator of the type mentioned at the outset and in particular to ensure 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.
  • 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 solid strands into the solid collection container is promoted and prevents an upward directed countercurrent view leading out of 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.
  • 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 The blade ring contributes to the fact that a countercurrent sifting through gas flowing back from the solid collecting 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 into a solids collecting container 5 via a cylindrical solids discharge pipe 8.
  • the solids 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 formed within the funnel section 4 as an upwardly tapering slim cone 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 downwards into the solids 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 collection container 5.
  • the solids discharge lock 6 is supported on oblique 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 blower 12.
  • gas and fine solid particles carried by it are discharged in the lower part of the interior of the solids discharge lock 6 and returned to the zykon inlet channel 2.
  • 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 tube 8 an upward directed flow out of the solids collection container is formed, which would lead to a countercurrent sifting.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider gemäß dem einleitenden Teil des Patentanspruchs 1.
  • Ein derartiger Zyklonabscheider ist aus der DE-C-936488 bekannt. Die hohle Austragsschleuse weist hierbei in dem Feststoffsammelbehälter einen sich nach oben verjüngenden Kegelabschnitt und einen in den Trichterabschnitt des Zyklongehäuses hineinragenden Zylinderabschnitt auf, wodurch zwischen dem in den Feststoffsammelbehälter mündenden unteren Rand des Trichterabschnitts und der Austragsschleuse ein ringförmiger Spalt vorliegt.
  • Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, den Abscheidegrad eines Zyklonabscheiders eingangs erwähnter Art weiter 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.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand dreier Ausführungsformen erläutert, die aus der Zeichnung jeweils im schematischen Längsschnitt ersichtlich sind.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

  1. Zyklonabscheider, dessen Zyklongehäuse einen oberen zylindrischen Gehäuseabschnitt (1), in welchen ein Einlaufkanal (2) mündet, und ein Tauchrohr (3) zum Abführen des Reingasstromes hineinragt, und einen sich an den zylindrischen Gehäuseabschnitt nach unten anschließenden konischen Trichterabschnitt (4) aufweist, der nach unten mit einem Feststoffsammelbehälter (5) in offener Verbindung steht, wobei eine in den gasdichten Feststoffsammelbehälter (5) hineinragende, konzentrisch zur Zyklonachse angeordnete hohle Feststoff-Austragsschleuse (6) vorgesehen ist, die in den Trichterabschnitt (4) hin ein und zu dem Feststoffsammelbehälter (5) hin offen ist, dadurch gekennzeichnet daß die Feststoff-Austragsschleuse in den Trichter abschnitt (4) hineinragt und innerhalb des Trichterabschnittes (4) als sich nach oben verjüngender Kegel ausgebildet ist; und daß zwischen dem Trichterabschnitt (4) und dem Feststoffsammelbehälter (5) ein zylindrisches Feststoff-Austragsrohr (8) ausgebildet ist, wobei die Feststoff-Ausstragsschleuse (6) das Austragsrohr in dessen Längsrichtung durchläuft und derjenige Abschnitt der Feststoff-Austragsschleuse (6), welcher innerhalb des Austragsrohres (8) verläuft, über wenigstens den größten Teil der Länge des Austragsrohres (8) hin zylindrisch ist.
  2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoff-Austragsschleuse (6) innerhalb des Feststoffsammelbehälters (5) als sich nach unten verjüngender Kegel ausgebildet ist.
  3. Zyklonabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Feststoffsammelbehälter (5) rings der Feststoff-Austragsschleuse (6) ein Feststoff-Austragskragen (7) hineinragt, der sich wenigstens in seinem unteren Abschnitt diffusorartig erweitert.
  4. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoff-Austragsschleuse (6) über dem Feststoffsammelbehälter (5) von einem Schaufelkranz (9) mit schräg angestellten Schaufeln getragen wird.
  5. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (10) der Feststoff-Austragsschleuse (6) über eine Rückführleitung (11) mit dem Zyklon-Einlaufkanal (2) verbunden ist und in die Rückführleitung (11) ein zum Einlaufkanal (2) hin förderndes Sauggebläse (12) eingeschaltet ist.
  6. Zyklonabscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoff-Austragsschleuse (6) im Feststoffsammelbehälter (5) auf hohlen Stützstreben (13) abgestützt ist, die in die Austragsschleuse (6) münden und an denen die Rückführleitung (11) angeschlossen ist.
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EP0346747A2 EP0346747A2 (de) 1989-12-20
EP0346747A3 EP0346747A3 (de) 1991-02-27
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