FI79949C - Venturitvaettare foer damm innehaollande gaser. - Google Patents

Description

1 79949

Suppilopesuri pöl yä sisältäviä kaasuja varten. - Venturi-tvättare för dairun innehällande gaser.

laman keksinnön kohteena on suppilopesuri pölyä sisältäviä, virtaavia kaasuja varten, jossa on tulo-osa, jonka kaasun 1äpivirtaama1la kanavalla on virtaussuunnassa jatkuvasti pienenevä poikkileikkaus ja nestettä varten lähelle tulo-osan suurimman läpimitan päätä sovitettu rengaskanava, joka koko kehänsä välityksellä on yhdistetty kaasun läpi virtaaman tulo-osan kanavan kanssa, jolloin rengaskanavaan laskee ainakin yksi tulojohto nestettä varten siten, että viimeksi mainittu virtaa tangentiaalisella komponentilla rengaskanavaan.

Tällaiset suppilopesurit koostuvat yleensä kolmesta osasta, nimittäin tulo-osasta, keskiosasta ja di ffuusorista. Tulo-osan virtaussuunnassa pienenevän poikkipinnan johdosta virtaavan kaasun nopeus kohoaa. Tämän tulo-osan seinämä on muodostettu suppiloputken jälkeen tai yksinkertaisuuden vuoksi rajoitettu sisäpuolella ka rtiomaisesti. Tulo-osaan 1iittyväliä keskiosalla on pienin poikkipinta niin, että siinä kaasun nopeus on suurin. Tähän kohtaan keskiosan vapaaseen poikkipintaan suihkutetaan nestettä, tavallisesti vettä, jonka nopeasti virtaava kaasuvirta hajottaa mitä hienoimmiksi pisaroiksi ja tempaa mukaansa. Erityisesti nopeuseron johdosta nestepi-saroiden ja kaasuvirrassa olevien, poistettavien jähmeäaine-osasten välillä nämä joutuvat vesipisaroihin. Keskiosan takana olevassa diffuusorin muotoisessa laajennuksssa kaasun virtaus hidastuu jälleen. Tällöin ahtaimman kohdan läpivirtauksessa esiintyvä paineen aleneminen saadaan osaksi takaisin. Sen jälkeen kaasu-vesi-jähmeäaine-seos johdetaan sopivan laitteen, esim. syklonin läpi, jonka sisällä pölyä sisältävät vesipisarat erotetaan kaasuvirrasta niin, että kaasu saadaan toivotulla puhtaudella. Pölyn poistamiseksi käytettyä vettä voidaan käyttää useita kertoja kiertokulussa. Pölyn vedestä erottaminen tapahtuu tarkoituksenmukaisesti sedimentointi-aitaassa.

2 79949 Jähmeäaineosasten erottamiseksi tarpeellisen veden suihkuttaminen tapahtuu virtaussuunnassa nähtynä yleensä keskiosassa olevan pienimmän poikkipinnan alussa. Siinä kaasun nopeus on suurin niin, että tuotu vesi hajotetaan erittäin hienoiksi pl sa ro ik s i .

Vaikeuksia syntyy tavallisesti sen vuoksi, että virtaussuun-nassa ennen kohtaa, johon vesi suihkutetaan, jähmeäaineosaset kerrostuvat suppilopesurin sisäseinämälle, varsinkin tulo-osassa. Tästä seurauksena olevat kerrostumat kasvavat kaasun virtaussuuntaa vastaan, jolloin ne voivat saavuttaa sellaisen koon ja laajuuden, että virtausolosuhteet koko järjestelmässä muuttuvat. Äärimmäistapauksissa voi tapahtua suppilopesurin täydellinen tukkeutuminen. Kerrostumien ja seurauksena olevien vaikuksien välttämiseksi on jo julkaisusta US-PS 2 684 836 tunnettua järjestää pystysuorasti sovitettuun suppilopesuriin tulo-osan suurimman läpimitan alueeseen rengaskanava, josta lähtee useita kehän suunnassa kulkevia putkiosia, joista neste, tavallisesti vesi, tietyn paineen alaisena tulee tulo-osaan siten, että sen sisäseinämälle tulee nestekerros, joka estää jähmeäainesoasten kerrostumat. Kuitenkaan tässä laitteessa ei ole annettu mitään takeita siitä, että neste jakautuu tasaisesti tulo-osan sisäpinnalle.

P ikemminkiin tulo-osan suurimman läpimitan pään lähellä on alueita, joita neste ei kostuta. Koko seinämän peittävä nestekalvo tulee ensin tulo-osan alempaan alueeseen, jolloin kuitenkaan ei ole mitään takeita siitä, että tämä nestekalvo ainakin paksuudeltaan ja virtausnopeudeltaan on jossakin määrin tasainen. Tästä syystä tuloputki pestävää kaasua varten on johdettu pitkälle tulo-osaan sen välttämiseksi, että tuleva kaasu kohtaa tulo-osan seinämän riittämättömästi kostutetut osat. Γämänjohdosta suurennetaan huomattavasti suppilopesurin rakennepituutta. Toisena olennaisena epäkohtana on se, että nesteellä on ainoastaan vähäinen kineettinen energia ja siten ainoastaan vähäinen huuhteluteho. Tämä on palautettava olennaisesti siten, että neste tulee harvoihin kohtiin keskitettynä tulo-osan sisään. Tällöin täytyy välttää 3 79949 liian korkea paine, koska muuten syntyy se vaara, että muodostuu turbulensseja ja osaset irtoavat neste virrasta sekä pääsevät tulo-osan vapaaseen poikkipintaan ja aikaansaavat kiinnitarttumisia tuloputkeen. Kuitenkaan pienellä ylipaineella riuuh t elu vai ku t us ei ole riittävä, koska neste verraten lyhyen matkan jälkeen tulo-osan sisäseinämän kohdalla menettää kineettisen momenttinsa ja virtaa yksinomaan painovoiman vaikutuksen alaisena alaspäin. Tällöin ilmenevä virtausnopeus on liian pieni, jotta kerrostumat voitaisiin välttää varmuudella. Muuten tämän tunnetun laitteen pitäisi olla rajoitettu suppilopesurin pystysuoraan sovitukseen, koska muussa tapauksessa edellä mainitut epäkohdat vaikuttavat vielä voimakkaammin .

U5-P5 3 601 374 ilmaisee myöskin pystysuorasti sovitetun suppilopesurin, jonka tulo-osa suurimman läpimitan päässä on varustettu nestettä varten rengaskanava11a, joka koko kehän välityksellä on yhdistetty tulo-osan kaasun läpivirtaaman kanavan kanssa. Kaksi tulojohtoa nestettä varten päättyy tangentiaalisesti rengaskanavaan. Tämä merkitsee ainoastaan tulo-osan laajennusta. Se on tulo-osan sisäosan puoleisella sivulla täysin avoin niin, että rengaskanavassa kehän suunnassa liikkuva neste painovoiman vaikutuksen alaisena virtaa reunan yli, joka erottaa rengaskanavan tulo-osan sisäseinä-mästä. Myöskin tässä pätee se, että olennaisesti ainoastaan painovoiman vaikutuksen alaisena syntyvä nesteen virtausnopeus ei riitä välttämään kiinni ta rt tumia. Parempi huuhteluvaikutus voitaisiin saavuttaa yksinomaan suurentamalla huuhteluvesi-määrää ja siten paksummalla vesikerroksella tulo-osan sisäsei-nämällä. Kuitenkin tämä johtaa suureen veden kulutukseen. Tosiasiallisesti tämän tunnetun laitteen rengaskanavan välityksellä johdetun nesteen täytyy vastaanottaa hienojakoisessa muodossa kaasuvirta siinä olevien jähmeäaineosasten sitomiseksi.

Tämän keksinnön tehtävänä on muodostaa johdannossa esitettyä laatua oleva suppilopesuri siten, ettei esiinny tunnettujen 4 79949 laitteiden epäkohtia. Erityisesti säästeliäällä veden kulutuksella täytyy varmasti välttää pysyviä kerrostumia ja nimenomaan myöskin vaihtelevilla kaasumäärillä ja vaihtelevilla jähmeä-ainemäärällä. Edelleen suppilopesurin täytyy olla käytettävissä riippumatta siitä, onko se sovitettu pystysuorasti tai vaaka-suorasti tai mihin tahansa väliasentoon. Myöskin pyritään mahdollisimman lyhyeen rakennepituuteen. Suppilopesurin rakenteen täytyy olla yksinkertainen ja selväpiirteinen.

Tämän tehtävän ratkaisemiseksi keksintö ehdottaa, että ylipaineen alaisena oleva rengaskanava läpivirtausvälin välityksellä on yhdistetty kaasun läpivirtaaman kanavan kanssa ja läpikulku-väli on suunnattu tulo-osan pienimmän läpimitan päätä kohti ja tulo-osan seinämä muodostaa läpikulkuvälin yhden rajoituksen ja läpikulkuväli on sovitettu suunnattuna pääasiallisesti yhdensuuntaisesti kaasun läpivirtaaman kanavan seinämän rajoittaman alueen kanssa. Tällä rakenteella saavutetaan se, että neste virtaa tulo-osan sisällä olevan puhdistettavan kaasun virtaus-kanavan koko kehäpinnan yli kanavaan ja tangentiaalisen syötön johdosta rengaskanavaan saa myöskin tietyn pyörimisliikkeen, siis tulo-osan sisäseinämän kehän suuntaan suunnatun nopeuskom-ponentin, mutta samalla myöskin aksiaalisen komponentin, jolloin nopeus, erityisesti myöskin aksiaalisessa suunnassa paine-olosuhteilla on säädettävissä rengaskanavan sisällä. Läpikulku-välistä tulee ulos koko kehän yli yhtenäinen, tasainen neste-kalvo, joka ulottuu tulo-osan koko pituudelle kaasun läpivirtaaman kanavan seinämän kaikkien alueiden päälle. Tulo-osan sisäseinämään tarttuneiden jähmeäaineosasten poishuuhtelu tapahtuu tällöin nesteen virtausenergialla, jolloin voidaan toimia ohuella nestekalvolla, jossa lisäksi, koska se jo tulee ulos läpikulkuvälistä kaasun virtaussuunnassa, ei ole minkäänlaisia turbulensseja eikä epäsäännöllisyyksiä.

5 79949

Yksinkertaisen ja käyttövarman rakenteen saavuttamiseksi rengaskanava ja läpikulkuväli edullisesti on rajoitettu aksiaalisesti tulo-osaan kiinni ruuvattavalla renkaalla. Rakenteen tämä laatu antaa lisäksi mahdollisuuden säätää läpikulkuväli leveydeltään yksinkertaisella tavalla. Tämän lisäksi rengas ruuvataan kiinni kulloisiakin käyttöedellytyksiä vastaavasti enemmän tai vähemmän tulo-osan kierteeseen. Erilaisia käyttöedellytyksiä ovat esimerkiksi erilaisilla kaasumäärillä ja erilaisilla pölyillä, niiden raekoko ja pölyn laatu ja myöskin mitä tulee kaasujen kulloiseenkin tilaan, niiden paine, lämpötila ja virtausnopeus. Esimerkiksi Winkler-kaasuttimessa kaasuttamalla ruskohiilestä saadun kaasun pesemistä varten on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi säätää läpikulkuväli sopivimmin noin 0,5 mm levyiseksi.

Erittäin edulliseksi on osoittautunut sovellutusmuoto, jossa renkaan pienimmän ulkoläpimitan alueen ja tulo-osan suurimman sisäläpimitan alueen läpikulkuväli on rajoitettu. Tällöin on ilman muuta mahdollista, että toisaalta renkaan ja toisaalta tulo-osan molemmat, läpikulkuvälin sen ulos-tulosivulla rajoittavat seinämäalueet kulkevat pääasiallisesti yhdensuuntaisesti. Tämä vaikuttaa myöskin siihen, että neste voi tulla ulos läpikulkuvälistä tasaisesti ja ilman olennaisia turbulensseja niin, että kaasun läpivirtaaman kanavan sisäseinämän peittävä nestekalvo on myöskin tasainen ja siten voi olla ohut, mutta peittää tällöin kanavan koko sisäseinämän.

Keksinnön erään lisäehdotuksen mukaan renkaan kaasun läpivir-taaman sisäpoikkileikkauksen pienin läpimitta on vähän pienempi kuin tulo-osassa olevan kaasun läpi virtaaman kanavan suurin läpimitta. Tällöin on tarkoituksenmukaista, että renkaan kaasun läpivirtaamalla sisäpoikkipinnalla virtaus- 6 79949 suunnassa on jatkuvasti pienenevä poikkipinta. Tässä sovituksessa kaasu virtaa renkaan läpi varsinaisen tulo-osan kanavaan. Virta us suunnassa renkaan supistuvan sisäläpimitan vaikutuksesta kaasuvirta kokee ensimmäisen, paikallisesti rajoitetun kiihdytyksen. Sillä tavoin kaasuvirran virtausprofiili vaikuttaa siten, että muuten virtauksissa seinämän läheisyydessä ilmenevä rajakerros katkeaa, joka mahdollisesti liikkuu varsinaista virtaussuuntaa vastaan. Koska tavallinen, yleensä laminaarinen rajakerros edistää myöskin jähmeäaineosasten kerrostumista ja siten kiinnitarttumien muodostumista, keksinnön mukainen rakenne avustaa virtaussuunnassa läpikul-kuvälin edessä kerrostumien muodostumisen estämistä.

Keksinnön eräs sovellutusesimerkki on esitetty piirustuksessa, jossa :

Kuvio 1 esittää pituusleikkauksena suppilopesuria.

Kuvio 2 esittää suuremmassa koossa pituusleikkauksena suppilopesurin tulo-osaa.

Kuvio 3 esittää edestä, virtaussuunnassa nähtynä tulo-osaa.

Kuvio 4 esittää suuremmassa koossa pituusleikkauksena läpi-kulkuvälin rajoittavaa rengasta.

Piirustuksessa esitetty suppilopesuri koostuu tulo-osasta 1, keskiosasta 2 ja difuusorista 3. Osien tämä järjestys vastaa kaasun virtaussuuntaa, joka kaasu virtaa pesuriin nuolen 5 suunnassa ja poistuu siitä nuolen 6 suunnassa.

Tulo-osan 1 sisäseinämä 7 rajoittaa virtaussuunnassa 5, 6 jatkuvasti suippenevan kanavan 8. Keksiosassa 2 on pienin virtauspoikkip inta. Välittömästi tämän eteen on sijoitettu säteittäisiä porauksia 9, joiden välityksellä nestemäistä pesuainetta, yleensä vettä, johdetaan keskiosan 2 kaasun 7 79949 läpi virtaamaan poikkipintaan. Vesi tuodaan putken liittimien 10 ka ut t a .

Virtaussuunnassa keskiosan 2 taakse liittyy diffuusori 3, jonka seinämä 11 laajenee jatkuvasti virtaussuuntaan. Keskiosan ahtaimmassa kohdassa kaasu saavuttaa suurimman virtausnopeutensa, joka pienenee di ffuusorissa 3 sen poikkipinnan suurnemista vastaavasti jälleen arvoon, joka vastaa suunnilleen sitä nopeutta, jolla kaasu tulee tulo-osaan.

Vältettävät kerrostumat ja kiinnitarttumat syntyvät, jos ei suoriteta mitään erityisiä toimenpiteitä virtaussuunnassa vähän ennen sitä aluetta, jossa pesuneste tulee porausten 9 kautta keskiosan 2 sisäpoikkipintaan. Tällöin nämä kerrostumat kasvavat kanavan 8 seinämää 7 pitkin virtaussuuntaa 5, 6 vastaan myöskin tulo-osassa 1, minkä vuoksi virtausolosuhteet muuttuvat ja suppilopesurin ainakin toimintatapa huononee suuresti.

Näiden vaikeuksien välttämiseksi tulo-osan 1 suurimman poikkipinnan pään 12 lähelle on järjestetty rengaskanava 13, joka uloimmalla kehällään ulottuu kiinnityslaippaan IA saakka. Sisäpuolisesti rengas 13 rajoittaa rengaskanavan 13 ja on ruuvattu aksiaalisesti hienon kierteen välityksellä tulo-osaan 1 tai laippaan 14. Rengaskanavan ulommalle kehälle päättyy ainakin kaksi syöttökanavaa 17 nestettä, sopivimmin vettä varten, suunnilleen tangentiaalisesti niin, että nesteellä rengaskanavan sisäpuolella on suuri liikekomponentti sen kehän suunnassa.

Rengaskanavan sisäpuolisesti rajoittavan renkaan 15 muodostaa rengaskappale, jonka ulommalla kehällä on hienokierre 16. Edelleen on järjestetty pieniä porauksia 20 työkalun lomistusta varten, jolla rengas 15 voidaan ruuvata kiinni tulo-osan 1 sisään. Virtaussuuntaa 5, 6 vastaan etumainen otsasivu 21 muuttuu suurella säteellä 23 pyöristetyn alueen 22 kautta 0 79949 ka rtiovaippapinnaksi 24, jonka kaltevuuskulma on esim.

15° ja edullisesti kaltevuuskulmaa vastaa ainakin kanavan 8 seinämän 7 siihen liittyvä alue. Sisäänvirtauspoikkipin tojen saman kaltevuuden omaavien kartiopintojen välityksellä saavutetaan tulo-osassa 1 kaasulle virtausolosuhteet, jotka ovat vapaat tai joka tapauksessa melkein vapaat turbulensseilta.

Keksiosan 2 puoleisessa alueessaan renkaan 15 ulommalla vaippapinnalla 25 on virtaussuunnassa siten pienenevä läpimitta, että se pituus leikkauksessa suure 11a säteellä 26 on pyöristetty koveraksi. Renkaan 15 lieriömäisen tai kierteellä 16 varustetun osan puoleinen vaippapinnan 25 alue toimii rengaskanavan 13 sisäpuolisena rajoituksena, joka rengaskanava renkaan 15 takimmaisen otsapinnan tai -reunan 19 puoleisessa alueessaan muuttuu läpikulkuväliksi 27.

Viimeksi mainitun rajoittaa ulk opuol isest i kanavan 8 seinämän 7 suurimman läpimitan alue. Tämän tulovälin 27 kautta nestettä tulee tulo-osan 1 kanavaan 8 ja nimenomaan ohuen nestekalvon muodossa, joka peittä kanavan Θ seinämän 7. Otsasivun 19 puoleinen vaippapinnan 25 alue kulkee tällöin suunnilleen yhdensuutnaisesti kanavan 8 seinämän 7 vastapäätä sijaitsevan alueen kanssa niin, että läpikulkuvälistä 27 ulostulevaila nesteellä on seinämän suunnilleen yhdensuuntaisesti pitkit-täiskulun kanssa kulkeva liikekomponentti, joka johtaa tuloksena olevan nestekalvon tasaiseen virtaukseen ja jakautumiseen, joka nestekalvo kiertää seinämää 8 pitkin ja samalla liikkuu suunnassa keskiosan 2 päälle.

Tietyn ylipaineen alaisena ja verraten suurella nopeudella läpikulkuvälistä ulostuleva vesi huuhtelee jähmeäaineosasia pois, jotka osaset ovat laskeutuneet kanavan 8 seinämälle 7 niin, että varmuudella vältetään kiinn ita rttumiset.

Rengasvälin leveys voi olla esimerkiksi 0,5 mm läpimitan ollessa 70 mm. Tällöin tarvitaan vettä 100 1/min. kanavan * 79949 8 seinämää 7 pitkin virtaahan nestekalvon muodostamisksi, jolloin annetaan vettä noin 300 1/min. kaasun pesemiseksi keskiosassa 2. Tulo-osan aksiaalinen pituus on esim. 110 mm ja suurin sekä pienin poikkileikkaus 70 vast. 23 mm.

Pesty kaasumäärä voi olla keskimäärin suuruusluokkaa 5 m^/min.

Seinämän 7 kartiokulma on suuruusluokkaa 10°. Tulo-osa 1 voi olla muodostettu myöskin siten, että suurimman läpimitan 12 pään puoleisen alueen kulma on noin 15°. Tämä mahdollisuus on esitetty piirustuksen kuviossa 1.

Sen tosiasian johdosta, että nestekalvo seinämällä 7 on hyvin ohut ja tasainen, se ei repeydy kanavassa 8 virtaavan kaasun eikä mukana kulkevien pölyosasten vaikutuksesta.

Se avustaa pikemminkin vähentämään huomattavasti kitkaa kaasun ja seinämän 7 välillä niin, että esiintyy pienempi kaasun painehäviö.

Claims (8)

18 79949

1. Suppilopesuri pölyä sisältäviä, virtaavia kaasuja varten, jossa on tulo-osa, jonka kaasun läpivirtaamalla kanavalla on virtaussuunnassa jatkuvasti pienenevä poikkileikkaus ja nestettä varten lähelle tulo-osan suurimman läpimitan päätä sovitettu rengaskanava, joka koko kehänsä välityksellä on yhdistetty kaasun läpivirtaaman tulo-osan kanavan kanssa, jolloin rengaskana-vaan laskee ainakin yksi tulojohto nestettä varten siten, että viimeksi mainittu virtaa tangentiaalisella komponentilla rengaskanavaan, tunnettu siitä, että ylipaineen alaisena oleva rengaskanava (13) läpivirtausvälin (27) välityksellä on yhdistetty kaasun läpivirtaaman kanavan (8) kanssa ja läpi-kulkuväli (27) on suunnattu tulo-osan (1) pienimmän läpimitan päätä kohti ja tulo-osan seinämä (7) muodostaa läpikulkuvälin (27) yhden rajoituksen ja läpikulkuväli (27) on sovitettu suunnattuna pääasiallisesti yhdensuuntaisesti kaasun läpivirtaaman kanavan (8) seinämän (7) rajoittaman alueen kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suppilopesuri, tunnet-t u siitä, että rengaskanava (13) ja läpikulkuväli (27) on rajoitettu aksiaalisesti tulo-osaan (1) kiinni ruuvattavalla renkaalla (15).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suppilopesuri, tunnet-t u siitä, että läpikulkuväli (27) on säädettävissä leveydeltään.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suppilopesuri, tunnet-t u siitä, että läpikulkuvälin (27) rajoittaa renkaan (15) pienimmän ulkoläpimitan alue sekä tulo-osan (l) suurimman sisä-läpimitan alue.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suppilopesuri, tunnettu siitä, että toisaalta renkaan (15) ja n 79949 toisaalta tulo-osan (1) molemmat läpikulkuvälin (27) rajoittavat seinämäalueet kulkevat pääasiallisesti keskenään yhdensuuntaisesti.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suppilope-suri, tunnettu siitä, että renkaan (15) kaasun läpi-virtaaman sisäpoikkileikkauksen pienin läpimitta on vähän pienempi kuin tulo-osassa (1) olevan kaasun läpivirtaaman kanavan (8) suurin läpimitta.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suppilope-suri, tunnettu siitä, että renkaan (15) kaasun läpi-virtaamalla sisäpoikkipinnalla virtaussuunnassa on jatkuvasti pienenevä poikkipinta.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suppilope-suri, tunnettu siitä, että tulo-osan (1) ahtaimman läpimitan alueen puoleisessa renkaan (15) osassa on ulkopuoli-sesti jatkuvasti suippeneva vaippapinta, joka rajoittaa rengas-kanavan (13) ja läpikulkuvälin (27). 12 79949