WO2016034626A1 - Separator und verfahren zum abtrennen von partikeln aus einem gasstrom - Google Patents

Separator und verfahren zum abtrennen von partikeln aus einem gasstrom Download PDF

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WO2016034626A1
WO2016034626A1 PCT/EP2015/070055 EP2015070055W WO2016034626A1 WO 2016034626 A1 WO2016034626 A1 WO 2016034626A1 EP 2015070055 W EP2015070055 W EP 2015070055W WO 2016034626 A1 WO2016034626 A1 WO 2016034626A1
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WO
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gas
separator
opening
separation
particles
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PCT/EP2015/070055
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander GENZE
Egon KÄSKE
Original Assignee
Dürr Ecoclean GmbH
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/06—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by reversal of direction of flow

Definitions

  • the present invention relates to a separator for separating
  • Separators for separating solid or liquid particles from a gas stream which operate on the basis of the principle of inertia, are known.
  • the known separators are only suitable for use in stationary flow conditions and / or low gas velocities.
  • the present invention has for its object to provide a separator for separating particles from a gas stream, which allows reliable particle separation even at transient flow conditions and / or high flow velocities.
  • a feed line through which the particle-laden gas stream is fed to a separation region of the separator, wherein the feed line opens into the separation region at an orifice with an orifice surface A M ,
  • a gas outlet opening with a gas outlet surface A G which is bounded on the one hand by the mouth opening of the feed line and on the other hand by the inlet opening of the separating funnel and through which particles of purified gas exiting the separation region, and a collection chamber in which particles which have passed through the separating funnel are received,
  • the separator according to the invention enables a targeted separation of solid and / or liquid particles from a gas stream by utilizing the principle of inertia, in particular also in the case of a highly dynamic gas flow.
  • the particles to be deposited may, for example, have a maximum diameter of approximately 500 .mu.m or more.
  • particles in this specification and in the appended claims includes solid particles as well as liquid particles, especially droplets.
  • the mouth surface A M of the feed line is smaller than the inlet surface A E of the separating funnel and is larger than the outlet surface A A of the separating funnel.
  • the gas outlet area A G of the separator is at least the same size as the mouth area A M of the feed line.
  • the outlet area A A of the separating funnel is smaller than one tenth, in particular smaller than one twentieth of the inlet surface A E of the separating funnel.
  • the gas outlet opening corresponds to the smallest surface which connects the edge of the mouth opening of the feed line on the one hand and the edge of the inlet opening of the separating funnel on the other. - -
  • the gas outlet opening is preferably formed substantially truncated cone-shaped.
  • a boundary wall of the separation funnel is opposite to a longitudinal center axis of the boundary wall Abtrenntrichters by an angle ⁇ of at most 45 °, in particular of at most 30 °, more preferably of at most 20 °, is inclined.
  • the longitudinal central axis of the separating funnel preferably coincides with a longitudinal central axis of the feed line in the region of the mouth opening.
  • the collection chamber is connected directly to the separation funnel.
  • the separator comprises a manifold which connects the outlet opening of the separation funnel with the collection chamber.
  • a manifold valve may be arranged to block or release a flow through the manifold.
  • Such a manifold valve makes it possible to maintain a pressure different from the pressure in the separation area of the separator in the collection chamber.
  • the separation area is evacuated before the start of a separation process, then in this case the collection chamber does not necessarily have to be evacuated.
  • a pressure belly can already be present in the collecting chamber at the beginning of the separation process, by means of which the gas exiting from the feed line into the separating region is deflected and exits through the gas outlet opening out of the separating region.
  • the manifold valve is preferably opened shortly before the arrival of the gas flow from the supply line in the separation region, in particular after opening a feed valve in the supply line.
  • the manifold valve may include, for example, a flap.
  • the actuation of the manifold valve can be done for example by means of a pneumatic, hydraulic or electric drive.
  • the collecting chamber is designed such that a backward movement of particles already passed into the collecting chamber back into the separating region of the separator is avoided.
  • the collecting chamber has a particle inlet opening through which particles separated from the gas stream enter the collecting chamber, downstream of which
  • Particle inlet opening a flow body which deflects a passing through the particle inlet opening into the collection chamber gas and / or particle flow laterally, in particular from a longitudinal central axis of the separation funnel and / or from a longitudinal center axis of an optionally existing manifold away.
  • the collecting chamber has at least one boundary surface, which is provided with a surface structure, which scatters a gas flow entering the collecting chamber, preferably diffusely.
  • Such a surface structure may, in particular, comprise a plurality of elevations, in particular with a height of at least approximately 10 mm.
  • a feed valve for blocking or releasing a gas flow through the supply line is arranged in the feed line.
  • the supply valve may for example comprise a flap.
  • the actuation of the supply valve can be done for example by means of a pneumatic, hydraulic or electric drive.
  • the separator can be cyclically operated by opening the supply valve during a separation operation so that a gas flow from a gas flow source, for example a workpiece receiving chamber, can flow through the supply line to the separation area and the supply valve is closed during an evacuation phase, during which the pressure prevailing in the separation region is reduced to produce a pressure difference between the gas flow source and the separation region which, after opening the delivery valve, drives gas flow from the gas flow source to the separation region of the separator.
  • a gas flow source for example a workpiece receiving chamber
  • the separator according to the invention is operated continuously, wherein then during operation of the separator continuously a particle-laden gas stream of - - The gas flow source flows into the separation region and that through the
  • the supply line connects a gas flow source with the separation region of the separator, wherein the internal volume of the supply line upstream of the supply valve is greater than the entire internal volume of the separation funnel and the collection chamber.
  • Gas flow source nachströmende with particles laden gas is a resistance and leads to a deflection of the gas flow through the gas outlet opening of the separator, while the particles contained in the gas stream due to their inertia on the separating funnel into the collection chamber and settle there.
  • the internal volume of the feed line upstream of the feed valve is preferably greater than the total internal volume of the separation funnel, the manifold and the collection chamber.
  • the gas flow source may in particular comprise a workpiece receiving chamber in which a workpiece is subjected to a machining operation and / or a cleaning operation, in particular under the action of a liquid processing means or cleaning agent.
  • the separator according to the invention preferably further comprises a clean gas chamber into which the particle-purified gas passes after passing through the separation region, and an evacuation device for generating a negative pressure in the clean gas chamber.
  • the clean gas chamber can be arranged directly adjacent to the gas outlet opening or connected to the gas outlet opening via a clean gas line.
  • the clean gas chamber and / or the clean gas line can be evacuated by means of an evacuation device to an absolute pressure of less than 500 mbar, in particular of less than 100 mbar.
  • the present invention further relates to a method for separating particles from a gas stream.
  • the invention is based on the further object to provide such a method with which a reliable separation of solid and / or liquid particles from a gas stream is also possible if the gas flow is unsteady and / or has a high flow velocity.
  • a method for separating particles from a gas stream which comprises:
  • the separation region is bounded by a separation funnel having a the inlet opening has an inlet face A E opposite the mouth opening of the feed line and an outlet opening A A spaced apart from the inlet opening, with an exit face A A ;
  • the opening of the supply valve abruptly, that is, the supply valve is within a short opening time of, for example, less than 100 ms, in particular less than 50 ms, from the fully closed state to the fully open state.
  • the mass flow through the supply line is maximum and depends only on the cross-sectional area of the supply line (in the case of a circular cross section, only the diameter of the supply line) and on the pressure in the gas flow source, but not on the pressure in the separation area.
  • the flow through the supply line is interrupted by means of the supply valve before the blocking of the gas flow is canceled.
  • the separator according to the invention and the method according to the invention for separating particles from a gas stream enable a reliable separation of particles from the gas stream even with a transient gas flow through the feed line, with complex flow conditions and / or at high flow velocities in the feed line of more than 50 m / s, in particular of more than 100 m / s, more preferably of more than 300 m / s.
  • the separator according to the invention is thus an inertial separator which is designed and suitable in particular for high-velocity gas streams laden with particles with non-stationary operation. - -
  • the separator and the separation process make it possible to selectively separate solid or liquid particles which suddenly flow into the separation region from a gas flow having a high flow velocity and a transient velocity profile.
  • the accumulation of dirt in the clean gas chamber is prevented or at least significantly reduced.
  • the separator according to the invention can be arranged either directly on or in the clean gas chamber.
  • the separator according to the invention can be operated such that the
  • Collection chamber is reduced to a reduced pressure compared to the pressure in the gas flow source prior to the beginning of the separation process.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a cleaning device with a separator for separating particles from a
  • the separator comprising a feed line with a feed valve, a separation funnel, a manifold and a collection chamber for receiving particles separated from the gas stream and a clean gas chamber for receiving the particle-purified gas;
  • FIG. 2 is an enlarged view of the area I of FIG. 1;
  • FIG 3 is a schematic representation of a second embodiment of a cleaning device that includes a manifold valve for blocking or releasing a flow through the manifold.
  • FIGS. 1 and 2 One in FIGS. 1 and 2, generally designated 100, for cleaning workpieces includes a workpiece receiving chamber 102 in which at least one workpiece 104 may be disposed during a cleaning operation.
  • the workpiece 104 When carrying out the cleaning process, the workpiece 104 can be acted upon by a cleaning liquid, for example.
  • the cleaning device 100 comprises a separator 106, by means of which a particle, in particular - -
  • the separator 106 comprises a supply line 108, which is in fluid communication with an interior 110 of the workpiece receiving chamber 102 and which opens at an orifice 112 with an orifice surface A M in a separation region 114 of the separator 106.
  • the supply line 108 is preferably provided with a supply valve 116, with which a gas flow through the supply line 108 can be selectively blocked or released.
  • the supply valve 116 can be moved from a closed position, in which the supply valve 116 blocks passage through the supply line 108, by means of a control device 118, preferably connected to the supply valve 116 via a control line 120, into an open position in which the supply valve 116 closes the passage released by the supply line 108, and are switched from the open position to the closed position.
  • a downstream of the supply valve 116 arranged part of the supply line 108 is preferably, in whole or in part, as a, for example, hollow cylindrical, supply pipe 122 is formed.
  • the feed tube 122 has the diameter d Z R at least in the region of the mouth opening 112.
  • the mouth region of the supply line 108 may have a longitudinal central axis 124 which predetermines a mean flow direction of the gas flow through the mouth region of the supply line 108.
  • the longitudinal central axis 124 of the feed line 108 may coincide with a longitudinal central axis 126 of the separator 106. - -
  • the longitudinal central axis 126 of the separator 106 is preferably oriented substantially vertically.
  • the separator 106 comprises a Abtrenntrichter 128, which one of the mouth opening 112 of the supply line 108 opposite inlet opening 130 having an entry area A e, and a loading abstandete from the inlet opening 130 outlet opening 132 having an exit surface A A.
  • the separating funnel 128 tapers from the inlet opening 130 to the outlet opening 132 so that the outlet area A A is smaller than the inlet area A E of the separating funnel 128.
  • the exit area A A is smaller than a tenth, in particular smaller than one twentieth, the entrance surface A E.
  • the separating funnel 128 may have a longitudinal central axis 134, which preferably coincides with the longitudinal central axis 126 of the separator 106.
  • the separation funnel 128 and the mouth region of the supply line 108 are formed substantially coaxially with each other.
  • the separation funnel 128 preferably has at least one boundary wall 136, which is inclined at an angle ⁇ (if appropriate average) with respect to the longitudinal center axis 134 of the separation funnel 128 and thus preferably with respect to the longitudinal center axis 126 of the separator 106 (see FIG. 2).
  • the angle ⁇ is preferably greater than 10 °. - -
  • angle ⁇ is preferably less than 45 °, in particular less than 30 °.
  • ⁇ is approximately 20 °.
  • the separation funnel 128 may be formed in particular frusto-conical.
  • the separation funnel 128 has a conical boundary wall 136, which is inclined at the angle ⁇ with respect to the longitudinal central axis 134 of the separation funnel 128.
  • the separating funnel 128 preferably opens into a collecting line 138, which in turn opens into a collecting chamber 142 at a particle inlet opening 140 spaced from the outlet opening 132.
  • the inlet opening 130 of the separating funnel 128 is preferably circular and has a diameter d T E.
  • the diameter d T E is preferably at least 20%, in particular at least 40%, larger than the diameter d Z R of the feed tube 122.
  • the diameter d T E may be approximately 180 mm, for example.
  • the diameter d Z R of the feed tube 122 may be, for example, about 125 mm.
  • the outlet opening 132 of the separating funnel 128 is preferably in
  • the diameter d T A is preferably less than 60%, in particular less than 40%, of the diameter d Z R of the feed tube 122.
  • the diameter d T A may be, for example, about 40 mm.
  • the manifold 138 may include a manifold 144, and preferably may be substantially completely formed by a manifold 144.
  • the manifold 144 may be formed in particular hollow cylindrical.
  • the collecting tube 144 may have a diameter d S R, which preferably corresponds substantially to the diameter d T A of the outlet opening 132 of the separating funnel 128.
  • a flow body 146 Downstream of the particle inlet opening 140, a flow body 146 is preferably arranged in the collection chamber 142.
  • the flow body 146 serves to laterally divert a flow entering the collection chamber 142 through the particle inlet opening 140 from its flow direction parallel to the longitudinal central axis 148 of the manifold 138, that is to say away from the longitudinal center axis 148.
  • the longitudinal central axis 148 of the manifold 138 preferably coincides with the longitudinal central axis 126 of the separator 106.
  • the flow body 146 preferably widens with increasing distance from the particle inlet opening 140.
  • a limiting surface 156 of the flow body 146 facing away from the particle inlet opening 140 has an area A s which is greater than the area A P of the particle inlet opening 140.
  • the flow body 146 may, for example, have the shape of a cone or a truncated cone.
  • the largest diameter d S K of the flow body 146, at the boundary surface 156, is preferably more than 20%, in particular more than 40%, larger than the diameter d S R of the manifold 144.
  • the largest diameter d S K of the flow body 146 may be, for example, 50 mm to 60 mm.
  • the diameter d S R of the manifold 144 may be, for example, about 40 mm.
  • the flow body 146 may have a lateral deflection surface 158, which at an angle ß with respect to the longitudinal center axis 148 of the
  • Manifold 138 is inclined.
  • ⁇ is preferably greater than 30 ° and preferably less than 60 °.
  • ⁇ can be about 45 °.
  • the collection chamber 142 has at least one boundary surface 160 which is provided with a surface structure.
  • Such a surface structure may, in particular, comprise a plurality of elevations with a height of at least approximately 10 mm (in the drawings, these elevations are not shown).
  • the collection chamber 142 serves to receive particles separated from the gas flow in the separation region 114. - -
  • the particles accumulated in the collection chamber 142 can preferably be discharged into a particle reservoir 154 via a discharge line 150, which is provided with a lock valve 152 for closing and opening the discharge line 150, to again provide the entire internal volume of the collection chamber 142 for receiving separated from the gas flow particles.
  • the separated particles in solid and / or liquid form, can be sent for disposal or further utilization.
  • the gas purified in the separation region 114 of particles exits the separation region 114 through a gas outlet opening 162 into a clean gas chamber 164.
  • the gas outlet opening 162 corresponds to the smallest area which connects the edge of the mouth opening 112 of the feed line 108 and the edge of the inlet opening 130 of the separating funnel 128 to one another.
  • the surface area A G of this gas outlet opening 162 is preferably at least equal to or greater than the mouth area A M of the mouth opening 112.
  • the gas outlet area A G is greater than that by at least 10%, in particular by at least 20%
  • the clean gas chamber 164 can directly adjoin the separation region 114. - -
  • the separation funnel 128 may be connected to a boundary wall 166 of the clean gas chamber 164 or pass through such a boundary wall 166 of the clean gas chamber 164.
  • the supply line 108 in particular the feed tube 122, may extend at least in sections through the clean gas chamber 164.
  • the clean gas chamber 164 is arranged at a distance from the separation region 114 of the separator 106 and connected to the same via a (not shown) clean gas line.
  • the clean gas chamber 164 (and / or the optionally existing clean gas line) can preferably be reduced by means of an evacuation device 168 to a pressure p R which is lower than the pressure p w in the work piece receiving chamber 102.
  • the clean gas chamber 164 can be evacuated to a pressure p R of less than 500 mbar, in particular of less than 100 mbar.
  • the evacuation device 168 may in particular comprise a gas discharge line 170, which is connected to the clean gas chamber 164 (or to the possibly existing clean gas line) and, for example, a
  • Vacuum pump 172 may contain.
  • the above-described cleaning apparatus 100 with separator 106 functions as follows:
  • a workpiece 104 is introduced into the workpiece receiving chamber 102 and there subjected to a cleaning process in which the workpiece 104 is preferably applied with a cleaning liquid.
  • the pressure p w in the inner space 110 of the workpiece receiving chamber 102 corresponds, for example, to the atmospheric pressure of approximately 1 bar.
  • the supply valve 116 in the supply line 108 is initially closed.
  • the clean gas chamber 164 is evacuated to a pressure p R by means of the evacuation device 168, wherein the ratio of p R to p w preferably so ge is ⁇ selected that after opening of the supply valve 116 is a splinted gas ⁇ flow from the workpiece-receiving chamber 102, th e a Gasstromquel le 178 forms, you rch d ie the supply line 108 into the separation region 1 14 is formed.
  • PR / PW is less than 0.48.
  • the separation process is started by opening the supply valve 116 from the controller 118.
  • the separation funnel 128 forms a pressure belly, which is a resistance to the inflowing gas and leads to a deflection of the gas flow in the separation region 114, so that the inflowing gas passes through the gas outlet opening 162 in the clean gas chamber 164, while carried by the gas flow liquid and / or solid particles continue their trajectory along the outflow from the mouth opening 112 of the supply line 108 due to their inertia, pass through the separating funnel 128 and the manifold 138 into the collection chamber 142 and settle there due to the flow calming.
  • the pressure rise phase during which the approximate pressure equalization takes place in the collection chamber 142 and the pressure bell is constructed in the separation funnel 128 lasts about 100 ms and preferably less than 10%, in particular less than 5%, of the entire duration of the separation process.
  • the internal volume of the feed line 108 upstream of the feed valve 116 which is not loaded with particles prior to opening of the feed valve 116, is greater than the total internal volume of the separation funnel 128, the manifold 138 and the collection chamber 142.
  • the driving force of the gas flow through the supply line 108 is the pressure gradient in the flow direction, wherein the pressure on the clean gas side, that is in the clean gas chamber 164, is less than the inlet pressure in the workpiece receiving chamber 102. - -
  • the gas flow in the supply line 108 preferably has, after completion of the pressure equalization phase, a speed of at least 50 m / s, in particular of at least 200 m / s, particularly preferably of at least 300 m / s.
  • the laden with particles gas stream exits at the mouth opening 112 of the supply line 108 in the separation region 114 and first enters the separation funnel 128, but can due to the physics of a blocked
  • the inclination angle ⁇ of the boundary wall 136 of the separation funnel 128 is at most 45 °, in particular at most 30 °, more preferably at most 20 °, it is achieved that particles that hit the boundary wall 136, mainly on this boundary wall 136 of the separation funnel 128th slip along and not against the original flow direction and / or the deposition direction of the boundary wall 136 are reflected.
  • tearing out of particles from the collection chamber 142 is also prevented by the surface structure of one or more boundary surfaces 160 of the collection chamber 142, which diffuses, preferably diffusely, the gas flow entering the collection chamber.
  • the separation operation is terminated by closing the supply valve 116.
  • Another separation cycle may begin by placing another workpiece in the workpiece receiving chamber 102 and evacuating the clean gas chamber 164 back to the pressure p R.
  • the particles collected in the collection chamber 142 can be discharged into the particulate reservoir 154 by opening the sluice valve 152. whereupon again the entire volume of the collection chamber 142 is available for the collection of particles.
  • the separator 106 is designed such that after the pressure equalization phase substantially all of the gas flowing through the feed line 108 is diverted into the clean gas chamber 164 and essentially no gas from this flow flows more into the collection chamber 142.
  • the separator 106 may also be designed so that gas from the supply line 108 flows into the collection chamber 142 during the entire separation process. - -
  • Manifold 138 into the collection chamber 142, while the majority of the gas is further deflected into the clean gas chamber 164.
  • the solid and / or liquid particles contained in the gas stream also follow in this embodiment, the smaller, flowing into the collection chamber 142 gas flow and thus get for the most part in the collection chamber 142, while only a small part of these particles together with the Most of the gas enters the clean gas chamber 164.
  • a second embodiment of a cleaning device 100 with separator 106 shown in FIG. 3 differs from the one described above, in FIGS. 1 and 2 illustrated in that a collecting line valve 174 is arranged in the manifold 138, which preferably can also be controlled via a control line 176 of the control device 118.
  • the manifold valve 174 serves to block or release a flow of gas through the manifold 138.
  • both the feed valve 116 of the supply line 108 and the manifold valve 174 in the manifold 138 are closed.
  • the collection chamber 142 is therefore not evacuated when the pressure in the clean gas chamber 164 is reduced by the evacuation device 168 to the pressure p R.
  • the pressure in the collection chamber 142 at the beginning of the separation process preferably corresponds substantially to the pressure p w in the workpiece receiving chamber 102, which forms the gas flow source 178.
  • the manifold valve 174 is opened simultaneously with the feed valve 116 or shortly thereafter, so that upon arrival of the gas from the upstream of the feed valve 116 lying portion of the supply line 108 in the manifold 138 already opposite to the pressure p R in the Reingashunt 164 increased pressure prevails, by which the effluent from the supply line 108 gas is deflected into the clean gas chamber 164.
  • the separator acting as an inertial separator already has a high separation efficiency from the beginning, so that the internal volume of the supply line 108 located upstream of the supply valve 116 can be kept small.
  • FIG. 3 of a cleaning device 100 with separator 106 in terms of structure and operation as well as the method performed with this second embodiment of the separator 106 for separating particles from a gas stream with respect to its manner of implementation with the in Figs. 1 and 2, the above description of which is incorporated herein by reference.

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Abstract

Um einen Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom zu schaffen, der auch bei instationären Strömungszuständen und/oder hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine zuverlässige Partikelabscheidung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass der Separator eine Zuführleitung, durch welche der mit Partikeln beladene Gasstrom einem Abtrennbereich des Separators zugeführt wird, wobei die Zuführleitung an einer Mündungsöffnung mit einer Mündungsfläche AM in den Abtrennbereich mündet, einen Abtrenntrichter, welcher eine Begrenzung des Abtrennbereichs bildet und eine der Mündungsöffnung der Zuführleitung gegenüberliegende Eintrittsöffnung mit einer Eintrittsfläche AE und eine von der Eintrittsöffnung beabstandete Austrittsöffnung mit einer Austrittsfläche AA aufweist, eine Gasaustrittsöffnung mit einer Gasaustrittsfläche AG, welche einerseits von der Mündungsöffnung der Zuführleitung und andererseits von der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters berandet wird und durch welche von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich austritt, und eine Sammelkammer, in welcher durch den Abtrenntrichter gelangte Partikel aufgenommen werden, umfasst.

Description

Separator und Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem
Gasstrom
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Separator zum Abtrennen von
Partikeln aus einem Gasstrom.
Separatoren zum Abtrennen von festen oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom, die auf der Basis des Trägheitsprinzips arbeiten, sind bekannt.
Allerdings sind die bekannten Separatoren nur für den Einsatz bei stationären Strömungszuständen und/oder geringen Gasgeschwindigkeiten geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom zu schaffen, der auch bei instationären Strömungszuständen und/oder hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine zuverlässige Partikelabscheidung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, der
eine Zuführleitung, durch welche der mit Partikeln beladene Gasstrom einem Abtrennbereich des Separators zugeführt wird, wobei die Zuführleitung an einer Mündungsöffnung mit einer Mündungsfläche AM in den Abtrennbereich mündet,
einen Abtrenntrichter, welcher eine Begrenzung des Abtrennbereichs bildet und eine der Mündungsöffnung der Zuführleitung gegenüberliegende Eintrittsöffnung mit einer Eintrittsfläche AE und eine von der Eintrittsöffnung beab- standete Austrittsöffnung mit einer Austrittsöffnung AA aufweist,
eine Gasaustrittsöffnung mit einer Gasaustrittsfläche AG, welche einerseits von der Mündungsöffnung der Zuführleitung und andererseits von der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters berandet wird und durch welche von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich austritt, und - - eine Sammelkammer, in welcher durch den Abtrenntrichter gelangte Partikel aufgenommen werden,
umfasst.
Der erfindungsgemäße Separator ermöglicht eine gezielte Abscheidung von festen und/oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom durch Ausnutzung des Trägheitsprinzips insbesondere auch im Falle einer hochdynamischen Gasströmung .
Die abzuscheidenden Partikel können dabei beispielsweise einen größten Durchmesser von ungefähr 500 pm oder mehr aufweisen.
Der Begriff "Partikel" umfasst in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen sowohl feste Partikel als auch flüssige Partikel, insbesondere Tröpfchen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mündungsfläche AM der Zuführleitung kleiner ist als die Eintrittsfläche AE des Abtrenntrichters und größer ist als die Austrittsfläche AA des Abtrenntrichters.
Ferner hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Gasaustrittsfläche AG des Separators mindestens gleich groß ist wie die Mündungsfläche AM der Zuführleitung .
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Separators ist vorgesehen, dass die Austrittsfläche AA des Abtrenntrichters kleiner ist als ein Zehntel, insbesondere kleiner als ein Zwanzigstel, der Eintrittsfläche AE des Abtrenntrichters.
Die Gasaustrittsöffnung entspricht der kleinsten Fläche, welche den Rand der Mündungsöffnung der Zuführleitung einerseits und den Rand der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters andererseits miteinander verbindet. - -
Wenn die Mündungsöffnung der Zuführleitung und die Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters jeweils im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind, ist die Gasaustrittsöffnung vorzugsweise im Wesentlichen kegelstumpfmantelförmig ausgebildet.
Um zu erreichen, dass auf eine Begrenzungswand des Abtrenntrichters auftreffende Partikel vorwiegend entlang der Begrenzungswand zu der Sammelkammer gelangen und nicht entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung und der eigentlichen Abscheiderichtung von der Begrenzungswand reflektiert werden, ist es von Vorteil, wenn eine Begrenzungswand des Abtrenntrichters gegenüber einer Längsmittelachse des Abtrenntrichters um einen Winkel α von höchstens 45°, insbesondere von höchstens 30°, besonders bevorzugt von höchstens 20°, geneigt ist.
Die Längsmittelachse des Abtrenntrichters stimmt vorzugsweise mit einer Längsmittelachse der Zuführleitung im Bereich der Mündungsöffnung überein.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sammelkammer sich unmittelbar an den Abtrenntrichter anschließt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Separator eine Sammelleitung umfasst, welche die Austrittsöffnung des Abtrenntrichters mit der Sammelkammer verbindet.
In einer solchen Sammelleitung kann ein Sammelleitungsventil zum Sperren oder Freigeben einer Strömung durch die Sammelleitung angeordnet sein.
Ein solches Sammelleitungsventil ermöglicht es, in der Sammelkammer einen vom Druck im Abtrennbereich des Separators verschiedenen Druck aufrechtzuerhalten. - -
Wenn der Abtrennbereich vor Beginn eines Separationsvorgangs evakuiert wird, muss also in diesem Fall die Sammelkammer nicht zwangsläufig mit evakuiert werden.
Hierdurch kann in der Sammelkammer bereits zu Beginn des Separationsvorgangs ein Druckbauch vorliegen, durch welchen das aus der Zuführleitung in den Abtrennbereich austretende Gas umgelenkt wird und durch die Gasaustrittsöffnung aus dem Abtrennbereich austritt.
Das Sammelleitungsventil wird vorzugsweise kurz vor dem Eintreffen des Gasstroms aus der Zuführleitung in dem Abtrennbereich, insbesondere nach dem Öffnen eines Zuführventils in der Zuführleitung, geöffnet.
Das Sammelleitungsventil kann beispielsweise eine Klappe umfassen.
Die Betätigung des Sammelleitungsventils kann beispielsweise mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antriebs erfolgen.
Ferner ist es günstig, wenn die Sammelkammer so ausgebildet ist, dass ein Zurückbewegen von bereits in die Sammelkammer gelangten Partikeln zurück in den Abtrennbereich des Separators vermieden wird.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Sammelkammer eine Partikeleintrittsöffnung aufweist, durch welche aus dem Gasstrom abgetrennte Partikel in die Sammelkammer eintreten, wobei stromabwärts von der
Partikeleintrittsöffnung ein Strömungskörper angeordnet ist, der eine durch die Partikeleintrittsöffnung in die Sammelkammer eintretende Gas- und/oder Partikelströmung seitlich, insbesondere von einer Längsmittelachse des Abtrenntrichters und/oder von einer Längsmittelachse einer gegebenenfalls vorhandenen Sammelleitung weg, ablenkt. - -
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Sammelkammer mindestens eines Begrenzungsfläche aufweist, die mit einer Oberflächenstruktur versehen ist, welche eine in die Sammelkammer eintretende Gasströmung, vorzugsweise diffus, streut.
Eine solche Oberflächenstruktur kann insbesondere eine Mehrzahl von Erhebungen, insbesondere mit einer Höhe von mindestens ungefähr 10 mm, umfassen.
Ferner ist es günstig, wenn in der Zuführleitung ein Zuführventil zum Sperren oder Freigeben einer Gasströmung durch die Zuführleitung angeordnet ist.
Das Zuführventil kann beispielsweise eine Klappe umfassen.
Die Betätigung des Zuführventils kann beispielsweise mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antriebs erfolgen.
Mittels eines solchen Zuführventils kann der Separator zyklisch betrieben werden, indem das Zuführventil während eines Separationsvorgangs geöffnet ist, so dass ein Gasstrom aus einer Gasstromquelle, beispielsweise einer Werkstückaufnahmekammer, durch die Zuführleitung zu dem Abtrennbereich strömen kann, und das Zuführventil während einer Evakuierungsphase geschlossen ist, während welcher der in dem Abtrennbereich herrschende Druck reduziert wird, um eine Druckdifferenz zwischen der Gasstromquelle und dem Abtrennbereich zu erzeugen, welche nach dem Öffnen des Zuführventils eine Gasströmung von der Gasstromquelle zu dem Abtrennbereich des Separators antreibt.
Alternativ hierzu kann aber grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass der erfindungsgemäße Separator kontinuierlich betrieben wird, wobei dann während des Betriebs des Separators kontinuierlich ein partikelbeladener Gasstrom von - - der Gasstromquelle in den Abtrennbereich einströmt und das durch die
Gasaustrittsöffnung aus dem Abtrennbereich austretende Gas kontinuierlich, beispielsweise mittels einer Evakuierungsvorrichtung, abgesaugt wird.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zuführleitung eine Gasstromquelle mit dem Abtrennbereich des Separators verbindet, wobei das Innenvolumen der Zuführleitung stromaufwärts von dem Zuführventil größer ist als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters und der Sammelkammer.
Hierdurch wird erreicht, dass auch dann, wenn die Sammelkammer zusammen mit dem Abtrennbereich evakuiert wird, durch das ursprünglich stromaufwärts von dem Zuführventil in der Zuführleitung befindliche Gas, das vorzugsweise nicht oder nur wenig mit Partikeln beladen ist, in der Sammelkammer und in dem Abtrennbereich des Separators bereits ein Druckausgleich erfolgt und im Abtrenntrichter ein Druckbauch ausgebildet wird, der für das aus der
Gasstromquelle nachströmende, mit Partikeln beladene Gas einen Widerstand darstellt und zu einer Umlenkung der Gasströmung durch die Gasaustrittsöffnung des Separators führt, während die in dem Gasstrom enthaltenen Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit über den Abtrenntrichter in die Sammelkammer gelangen und sich dort absetzen.
Wenn der erfindungsgemäße Separator eine Sammelleitung umfasst, so ist das Innenvolumen der Zuführleitung stromaufwärts von dem Zuführventil vorzugsweise größer als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters, der Sammelleitung und der Sammelkammer.
Die Gasstromquelle kann insbesondere eine Werkstückaufnahmekammer umfassen, in welcher ein Werkstück einem Bearbeitungsvorgang und/oder einem Reinigungsvorgang, insbesondere unter Beaufschlagung mit einem flüssigen Bearbeitungsmittel oder Reinigungsmittel, unterzogen wird . - -
Der erfindungsgemäße Separator umfasst ferner vorzugsweise eine Reingaskammer, in welche das von Partikeln gereinigte Gas nach dem Passieren des Abtrennbereichs gelangt, und eine Evakuierungsvorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Reingaskammer.
Dabei kann die Reingaskammer direkt an die Gasaustrittsöffnung anschließend angeordnet sein oder über eine Reingasleitung mit der Gasaustrittsöffnung verbunden sein.
Vorzugsweise ist die Reingaskammer und/oder die Reingasleitung mittels einer Evakuierungsvorrichtung auf einen absoluten Druck von weniger als 500 mbar, insbesondere von weniger als 100 mbar, evakuierbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu schaffen, mit dem eine zuverlässige Abscheidung von festen und/oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom auch dann möglich ist, wenn die Gasströmung instationär ist und/oder eine hohe Strömungsgeschwindigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, welches Folgendes umfasst:
Zuführen des mit Partikeln beladenen Gasstroms durch eine Zuführleitung zu einem Abtrennbereich eines Separators; wobei die Zuführleitung an einer Mündungsöffnung mit einer Mündungsfläche AM in den Abtrennbereich mündet,
wobei der Abtrennbereich durch einen Abtrenntrichter begrenzt ist, der eine - - der Mündungsöffnung der Zuführleitung gegenüberliegende Eintrittsöffnung mit einer Eintrittsfläche AE und eine von der Eintrittsöffnung beabstandete Austrittsöffnung mit einer Austrittsfläche AA aufweist,
wobei Partikel aus dem Gasstrom durch den Abtrenntrichter in eine Sammelkammer gelangen und
wobei von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich durch eine Gasaustrittsöffnung mit einer Gasaustrittsfläche AG, welche einerseits von der Mündungsöffnung der Zuführleitung und andererseits von der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters berandet wird, austritt.
Eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ferner Folgendes:
Reduzieren des Drucks in einer Reingaskammer, welche stromabwärts von dem Abtrennbereich angeordnet ist;
Öffnen eines Zuführventils in der Zuführleitung.
Hierdurch ist eine zyklische Durchführung des Verfahrens zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom möglich, bei der sich Separationsphasen, während welcher das Zuführventil in der Zuführleitung geöffnet ist, mit Evakuierungsphasen, während welcher das Zuführventil in der Zuführleitung geschlossen ist und der Druck in der Reingaskammer reduziert wird, abwechseln,
Vorzugsweise erfolgt das Öffnen des Zuführventils schlagartig, das heißt, das Zuführventil geht innerhalb einer kurzen Öffnungszeit von beispielsweise weniger als 100 ms, insbesondere von weniger als 50 ms, vom vollständig geschlossenen Zustand in den vollständig geöffneten Zustand über.
Ferner ist es von Vorteil, wenn durch die Öffnung des Zuführventils eine verblockte Gasströmung von einer Gasstromquelle, an welche die Zuführleitung angeschlossen ist, in den Abtrennbereich erzeugt wird. - -
Bei einer solchen verblockten Gasströmung ist der Massenstrom durch die Zuführleitung maximal und hängt nur von der Querschnittsfläche der Zuführleitung (im Falle eines kreisförmigen Querschnitts nur vom Durchmesser der Zuführleitung) und von dem Druck in der Gasstromquelle ab, nicht aber von dem Druck im Abtrennbereich.
Eine solche verblockte Gasströmung ("choked flow") durch die Zuführleitung ist insbesondere dann erzielbar, wenn der Druck im Abtrennbereich höchstens ungefähr 0,48 des Drucks in der Gasstromquelle beträgt.
Wenn der Druck im Abtrennbereich somit durch das einströmende Gas bis auf ungefähr das 0,48-fache des Drucks in der Gasstromquelle angestiegen ist, wird die Verblockung der Gasströmung durch die Zuführleitung aufgehoben.
Vorzugsweise wird die Strömung durch die Zuführleitung mittels des Zuführventils unterbrochen, bevor die Verblockung der Gasströmung aufgehoben ist.
Der erfindungsgemäße Separator und das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom ermöglichen eine zuverlässige Abtrennung von Partikeln aus dem Gasstrom auch bei einer instationären Gasströmung durch die Zuführleitung, bei komplexen Strömungszuständen und/oder bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten in der Zuführleitung von mehr als 50 m/s, insbesondere von mehr als 100 m/s, besonders bevorzugt von mehr als 300 m/s.
Dabei werden hohe Druckverluste insbesondere durch die Auslegung der Mündungsfläche AM der Zuführleitung, der Eintrittsfläche AE des Abtrenntrichters und der Austrittsfläche AA des Abtrenntrichters vermieden.
Der erfindungsgemäße Separator ist somit ein Trägheitsabscheider, der insbesondere für mit Partikeln beladene Hochgeschwindigkeitsgasströme mit instationärer Betriebsweise ausgelegt und geeignet ist. - -
Der Separator und das Abtrennverfahren ermöglichen eine gezielte Abschei- dung von schlagartig in den Abtrennbereich einströmenden festen oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und einem instationären Geschwindigkeitsverlauf.
Bei dem erfindungsgemäßen Separator und dem erfindungsgemäßen Abtrennverfahren wird die Ansammlung von Schmutz in der Reingaskammer verhindert oder zumindest deutlich reduziert.
Der erfindungsgemäße Separator kann sowohl unmittelbar an oder in der Reingaskammer angeordnet sein.
Ferner ist es auch möglich, die Reingaskammer über eine Reingasleitung mit der Gasaustrittsöffnung des Abtrennbereichs des Separators zu verbinden.
Der erfindungsgemäße Separator kann so betrieben werden, dass die
Sammelkammer vor Beginn des Separationsvorgangs auf ein gegenüber dem Druck in der Gasstromquelle reduzierten Druck reduziert wird. Durch das zu Beginn des Separationsvorgangs in den Abtrennbereich und den Abtrenntrichter einströmende Gas, das vorzugsweise nicht mit Partikeln beladen ist, findet ein Druckausgleich in der Sammelkammer statt und wird ein Druckbauch im Abtrenntrichter erzeugt, der für den nachfolgenden Gasstrom, der mit abzutrennenden Partikeln beladen ist, einen Widerstand darstellt und zu einer Umlenkung des Gases aus diesem Gasstrom durch die Gasaustrittsöffnung führt, während die im Gasstrom enthaltenen festen oder flüssigen Partikel über den Abtrenntrichter in die Sammelkammer gelangen und sich dort absetzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen. - -
In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung mit einem Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem
Gasstrom, wobei der Separator eine Zuführleitung mit einem Zuführventil, einen Abtrenntrichter, eine Sammelleitung und eine Sammelkammer zum Aufnehmen von aus dem Gasstrom abgetrennten Partikeln sowie eine Reingaskammer zum Aufnehmen des von Partikeln gereinigten Gases umfasst;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus Fig . 1; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung, welche ein Sammelleitungsventil zum Sperren oder Freigeben einer Strömung durch die Sammelleitung umfasst.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine in den Fig . 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Werkstücken umfasst eine Werkstückaufnahmekammer 102, in welcher mindestens ein Werkstück 104 während eines Reinigungsvorgangs angeordnet sein kann.
Bei der Durchführung des Reinigungsvorgangs kann das Werkstück 104 beispielsweise mit einer Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden.
Um die Reinigungsflüssigkeit und Schmutzpartikel von der Oberfläche des Werkstücks 104 entfernen zu können, umfasst die Reinigungsvorrichtung 100 einen Separator 106, mittels welchem eine Partikel, insbesondere - -
Flüssigkeitströpfchen und/oder Schmutzpartikel, aus der Werkstückaufnahmekammer 102 austragende Gasströmung erzeugbar und die Partikel aus dem Gasstrom abtrennbar sind.
Der Separator 106 umfasst eine Zuführleitung 108, welche mit einem Innenraum 110 der Werkstückaufnahmekammer 102 in Fluidverbindung steht und welche an einer Mündungsöffnung 112 mit einer Mündungsfläche AM in einen Abtrennbereich 114 des Separators 106 mündet.
Die Zuführleitung 108 ist vorzugsweise mit einem Zuführventil 116 versehen, mit welchem eine Gasströmung durch die Zuführleitung 108 wahlweise gesperrt oder freigegeben werden kann.
Das Zuführventil 116 kann mittels einer Steuervorrichtung 118, vorzugsweise die über eine Steuerleitung 120 mit dem Zuführventil 116 verbunden ist, von einer Schließstellung, in welcher das Zuführventil 116 den Durchgang durch die Zuführleitung 108 sperrt, in eine Offenstellung, in welcher das Zuführventil 116 den Durchgang durch die Zuführleitung 108 freigibt, und von der Offenstellung in die Schließstellung geschaltet werden.
Insbesondere ein stromabwärts von dem Zuführventil 116 angeordneter Teil der Zuführleitung 108 ist vorzugsweise, ganz oder teilweise, als ein, beispielsweise hohlzylindrisches, Zuführrohr 122 ausgebildet.
Das Zuführrohr 122 weist zumindest im Bereich der Mündungsöffnung 112 den Durchmesser dZR auf.
Der Mündungsbereich der Zuführleitung 108 kann eine Längsmittelachse 124 aufweisen, welche eine mittlere Strömungsrichtung der Gasströmung durch den Mündungsbereich der Zuführleitung 108 vorgibt.
Die Längsmittelachse 124 der Zuführleitung 108 kann mit einer Längsmittelachse 126 des Separators 106 übereinstimmen. - -
Die Längsmittelachse 126 des Separators 106 ist vorzugsweise im Wesentlichen vertikal ausgerichtet.
Ferner umfasst der Separator 106 einen Abtrenntrichter 128, welcher eine der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 gegenüberliegende Eintrittsöffnung 130 mit einer Eintrittsfläche AE und eine von der Eintrittsöffnung 130 be- abstandete Austrittsöffnung 132 mit einer Austrittsfläche AA aufweist.
Der Abtrenntrichter 128 verjüngt sich von der Eintrittsöffnung 130 zu der Austrittsöffnung 132 hin, so dass die Austrittsfläche AA kleiner ist als die Eintrittsfläche AE des Abtrenntrichters 128.
Vorzugsweise ist die Austrittsfläche AA kleiner als ein Zehntel, insbesondere kleiner als ein Zwanzigstel, der Eintrittsfläche AE.
Der Abtrenntrichter 128 kann eine Längsmittelachse 134 aufweisen, welche vorzugsweise mit der Längsmittelachse 126 des Separators 106 übereinstimmt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Abtrenntrichter 128 und der Mündungsbereich der Zuführleitung 108 im Wesentlichen koaxial miteinander ausgebildet sind .
Der Abtrenntrichter 128 weist vorzugsweise mindestens eine Begrenzungswand 136 auf, welche unter einem (gegebenenfalls mittleren) Winkel α gegenüber der Längsmittelachse 134 des Abtrenntrichters 128 und damit vorzugsweise gegenüber der Längsmittelachse 126 des Separators 106 geneigt ist (siehe Fig. 2).
Der Winkel α ist vorzugsweise größer als 10°. - -
Ferner ist der Winkel α vorzugsweise kleiner als 45°, insbesondere kleiner als 30°.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Abtrenntrichters 128 beträgt α ungefähr 20°.
Der Abtrenntrichter 128 kann insbesondere kegelstumpfförmig ausgebildet sein.
In diesem Fall weist der Abtrenntrichter 128 eine konische Begrenzungswand 136 auf, welche unter dem Winkel α gegenüber der Längsmittelachse 134 des Abtrenntrichters 128 geneigt ist.
An seiner Austrittsöffnung 132 mündet der Abtrenntrichter 128 vorzugsweise in eine Sammelleitung 138, welche ihrerseits an einer von der Austrittsöffnung 132 beabstandeten Partikeleintrittsöffnung 140 in eine Sammelkammer 142 mündet.
Die Eintrittsöffnung 130 des Abtrenntrichters 128 ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet und weist einen Durchmesser dTE auf.
Der Durchmesser dTE ist vorzugsweise um mindestens 20 %, insbesondere um mindestens 40 %, größer als der Durchmesser dZR des Zuführrohrs 122.
Der Durchmesser dTE kann beispielsweise ungefähr 180 mm betragen.
Der Durchmesser dZR des Zuführrohrs 122 kann beispielsweise ungefähr 125 mm betragen.
Die Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 ist vorzugsweise im
Wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weist einen Durchmesser dTA auf. - -
Der Durchmesser dTA beträgt vorzugsweise weniger als 60 %, insbesondere weniger als 40 %, des Durchmessers dZR des Zuführrohrs 122.
Der Durchmesser dTA kann beispielsweise ungefähr 40 mm betragen.
Die Sammelleitung 138 kann ein Sammelrohr 144 umfassen und vorzugsweise im Wesentlichen vollständig durch ein Sammelrohr 144 gebildet sein.
Das Sammelrohr 144 kann insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet sein.
Das Sammelrohr 144 kann einen Durchmesser dSR aufweisen, welcher vorzugsweise im Wesentlichen mit dem Durchmesser dTA der Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 übereinstimmt.
Stromabwärts von der Partikeleintrittsöffnung 140 ist in der Sammelkammer 142 vorzugsweise ein Strömungskörper 146 angeordnet.
Der Strömungskörper 146 dient dazu, eine durch die Partikeleintrittsöffnung 140 in die Sammelkammer 142 eintretende Strömung aus ihrer parallel zur Längsmittelachse 148 der Sammelleitung 138 verlaufenden Strömungsrichtung seitlich, das heißt von der Längsmittelachse 148 weg, abzulenken.
Die Längsmittelachse 148 der Sammelleitung 138 fällt vorzugsweise mit der Längsmittelachse 126 des Separators 106 zusammen .
Der Strömungskörper 146 verbreitert sich vorzugsweise mit wachsendem Abstand von der Partikeleintrittsöffnung 140.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine der Partikeleintrittsöffnung 140 abgewandte Begrenzungsfläche 156 des Strömungskörpers 146 eine Fläche As aufweist, welche größer ist als die Fläche AP der Partikeleintrittsöffnung 140. - -
Der Strömungskörper 146 kann beispielsweise die Form eines Kegels oder eines Kegelstumpfes aufweisen.
Der größte Durchmesser dSK des Strömungskörpers 146, an der Begrenzungsfläche 156, ist vorzugsweise um mehr als 20 %, insbesondere um mehr als 40 %, größer als der Durchmesser dSR des Sammelrohrs 144.
Der größte Durchmesser dSK des Strömungskörpers 146 kann beispielsweise 50 mm bis 60 mm betragen.
Der Durchmesser dSR des Sammelrohrs 144 kann beispielsweise ungefähr 40 mm betragen.
Der Strömungskörper 146 kann eine seitliche Ablenkfläche 158 aufweisen, welche unter einem Winkel ß gegenüber der Längsmittelachse 148 der
Sammelleitung 138 geneigt ist.
Dabei ist ß vorzugsweise größer als 30° und vorzugsweise kleiner als 60°. Beispielsweise kann ß ungefähr 45° betragen.
Um eine in die Sammelkammer 142 eintretende Strömung von Gas und/oder Partikeln diffus zu streuen, kann vorgesehen sein, dass die Sammelkammer 142 mindestens eine Begrenzungsfläche 160 aufweist, die mit einer Oberflächenstruktur versehen ist.
Eine solche Oberflächenstruktur kann insbesondere eine Vielzahl von Erhebungen mit einer Höhe von mindestens ungefähr 10 mm umfassen (in den Zeichnungen sind diese Erhebungen nicht dargestellt).
Die Sammelkammer 142 dient zur Aufnahme von aus der Gasströmung im Abtrennbereich 114 abgetrennten Partikeln. - -
Die in der Sammelkammer 142 angesammelten Partikel, beispielsweise feste Partikel und/oder eine aus tröpfchenförmigen Partikeln gebildete Flüssigkeit, kann vorzugsweise über eine Abführleitung 150, welche mit einem Schleusenventil 152 zum Schließen und Öffnen der Abführleitung 150 versehen ist, in ein Partikelreservoir 154 ausgeschleust werden, um wieder das gesamte Innenvolumen der Sammelkammer 142 für die Aufnahme von aus der Gasströmung abgetrennten Partikeln zur Verfügung zu stellen.
Aus dem Partikelreservoir 154 können die abgeschiedenen Partikel, in fester und/oder flüssiger Form, einer Entsorgung oder Weiterverwertung zugeführt werden.
Das im Abtrennbereich 114 von Partikeln gereinigte Gas tritt aus dem Abtrennbereich 114 durch eine Gasaustrittsöffnung 162 in eine Reingaskammer 164 aus.
Die Gasaustrittsöffnung 162 entspricht der kleinsten Fläche, welche den Rand der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 und den Rand der Eintrittsöffnung 130 des Abtrenntrichters 128 miteinander verbindet.
Der Flächeninhalt AG dieser Gasaustrittsöffnung 162 ist vorzugsweise mindestens gleich groß wie oder größer als die Mündungsfläche AM der Mündungsöffnung 112.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Gasaustrittsfläche AG um mindestens 10 %, insbesondere um mindestens 20 %, größer ist als die
Mündungsfläche AM.
Wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 beispielhaft dargestellt, kann die Reingaskammer 164 sich unmittelbar an den Abtrennbereich 114 anschließen. - -
Der Abtrenntrichter 128 kann mit einer Begrenzungswand 166 der Reingaskammer 164 verbunden sein oder eine solche Begrenzungswand 166 der Reingaskammer 164 durchsetzen.
Die Zuführleitung 108, insbesondere das Zuführrohr 122, können sich zumindest abschnittsweise durch die Reingaskammer 164 hindurch erstrecken.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Reingaskammer 164 im Abstand von dem Abtrennbereich 114 des Separators 106 angeordnet und mit demselben über eine (nicht dargestellte) Reingasleitung verbunden ist.
Die Reingaskammer 164 (und/oder die gegebenenfalls vorhandene Reingasleitung) kann vorzugsweise mittels einer Evakuierungsvorrichtung 168 auf einen gegenüber dem Druck pw in der Werkstückaufnahmekammer 102 geringeren Druck pR verringert werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Reingaskammer 164 auf einen Druck pR von weniger als 500 mbar, insbesondere von weniger als 100 mbar, evakuierbar ist.
Die Evakuierungsvorrichtung 168 kann insbesondere eine Gasabführleitung 170 umfassen, welche an die Reingaskammer 164 (oder an die gegebenenfalls vorhandene Reingasleitung) angeschlossen ist und beispielsweise eine
Vakuumpumpe 172 enthalten kann.
Die vorstehend beschriebene Reinigungsvorrichtung 100 mit Separator 106 funktioniert wie folgt:
Ein Werkstück 104 wird in die Werkstückaufnahmekammer 102 eingebracht und dort einem Reinigungsvorgang unterzogen, bei welchem das Werkstück 104 vorzugsweise mit einer Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird. - -
Am Ende des Reinig ungsvorgangs entspricht der Druck pw im Innenraum 110 der Werkstückaufnahmekammer 102 beispielsweise dem Atmosphärendruck von ungefähr 1 bar.
Das Zuführventil 116 in der Zuführleitung 108 ist zunächst geschlossen .
Die Reingaskammer 164 ist mittels der Evakuierungsvorrichtung 168 auf einen Druck pR evakuiert, wobei das Verhältnis von pR zu pw vorzugsweise so ge¬ wählt ist, dass nach dem Öffnen des Zuführventils 116 eine verblockte Gas¬ strömung aus der Werkstückaufnahmekammer 102, d ie eine Gasstromquel le 178 bildet, du rch d ie Zuführleitung 108 in den Abtrennbereich 1 14 entsteht.
Insbesondere kan n vorgesehen sein, dass PR/PW kleiner ist als 0,48.
Der Separationsvorgang wird begonnen, indem das Zuführventil 116 von der Steuervorrichtung 118 geöffnet wird .
Daraufhin strömt zunächst das Gas, das in dem stromaufwärts von dem Zuführventil 116 gelegenen Teil der Zuführleitung 108 angeordnet ist, d urch den stromabwärts von dem Zuführventil 116 angeord neten Teil der Zuführleitung 108 in den Abtrennbereich 1 14 und von dort zumindest zum Teil durch den Abtrenntrichter 128 und d ie Sammelleitu ng 138 hind urch in d ie Sammelkammer 142.
In der Sammelkammer 142 herrscht zu Beginn des Separationsvorgangs dersel be Druck pR wie in der Reingaskammer 164.
Durch das Einströmen des Gases aus der Zuführleitung 108 in die Sammelkammer 142 steigt der Druck in der Sammel kammer 142 rasch auf ungefähr den Druck pw an, der in der Werkstückaufnahmekammer 102 und damit in der Gasstromq uelle 178 herrscht. - -
Im Abtrenntrichter 128 bildet sich ein Druckbauch aus, der für das nachströmende Gas einen Widerstand darstellt und zu einer Umlenkung der Gasströmung in dem Abtrennbereich 114 führt, so dass das nachströmende Gas durch die Gasaustrittsöffnung 162 in die Reingaskammer 164 gelangt, während die von dem Gasstrom mitgeführten flüssigen und/oder festen Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit ihre Bahn längs der Ausströmrichtung aus der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 fortsetzen, über den Abtrenntrichter 128 und die Sammelleitung 138 in die Sammelkammer 142 gelangen und sich dort aufgrund der Strömungsberuhigung absetzen .
Die Druckanstiegsphase, während welcher der näherungsweise Druckausgleich in der Sammelkammer 142 stattfindet und der Druckbauch im Abtrenntrichter 128 aufgebaut wird, dauert beispielsweise ungefähr 100 ms und entspricht vorzugsweise weniger als 10 %, insbesondere weniger als 5 %, der gesamten Dauer des Separationsvorgangs.
Um eine optimale Wirkung des Separators 106 zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn das Innenvolumen der Zuführleitung 108 stromaufwärts von dem Zuführventil 116, das vor dem Öffnen des Zuführventils 116 nicht mit Partikeln beladen ist, größer ist als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters 128, der Sammelleitung 138 und der Sammelkammer 142.
Hierdurch wird erreicht, dass dann, wenn das mit flüssigen und/oder festen Partikeln beladene Gasvolumen aus der Werkstückaufnahmekammer 102 im Abtrennbereich 114 eintrifft, der Druckausgleich in der Sammelkammer 142 bereits stattgefunden hat und der Druckbauch im Abtrenntrichter 128 sich bereits aufgebaut hat.
Die treibende Kraft der Gasströmung durch die Zuführleitung 108 ist das Druckgefälle in der Strömungsrichtung, wobei der Druck auf der Reingasseite, das heißt in der Reingaskammer 164, kleiner als der Eingangsdruck in der Werkstückaufnahmekammer 102 ist. - -
Die Gasströmung in der Zuführleitung 108 weist dabei nach Abschluss der Druckausgleichsphase vorzugsweise eine Geschwindigkeit von mindestens 50 m/s, insbesondere von mindestens 200 m/s, besonders bevorzugt von mindestens 300 m/s, auf.
Der mit Partikeln beladene Gasstrom tritt an der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 in den Abtrennbereich 114 aus und gelangt zunächst in den Abtrenntrichter 128, kann aber aufgrund der Physik einer verblockten
Rohrströmung nur teilweise durch die Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 in die Sammelleitung 138 und von dort in die Sammelkammer 142 strömen.
Hierdurch wird ein Großteil des Gases aus der Gasströmung durch die Zuführleitung 108 gezwungen, die Strömungsrichtung zu ändern und durch die Gasaustrittsöffnung 162 in die Reingaskammer 164 zu strömen, während die im Gasstrom enthaltenen flüssigen und/oder festen Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit durch die Austrittsöffnung 132 in die Sammelleitung 138 und von dort in die Sammelkammer 142 gelangen.
Dadurch, dass der Neigungswinkel α der Begrenzungswand 136 des Abtrenntrichters 128 höchstens 45°, insbesondere höchstens 30°, besonders bevorzugt höchstens 20°, beträgt, wird erreicht, dass Partikel, die auf die Begrenzungswand 136 treffen, vorwiegend an dieser Begrenzungswand 136 des Abtrenntrichters 128 entlang rutschen und nicht entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung und/oder der Abscheiderichtung von der Begrenzungswand 136 reflektiert werden.
Der Strömungskörper 146, der stromabwärts von der Partikeleintrittsöffnung 140 in der Sammelkammer 142 angeordnet ist, lenkt die während der Druckausgleichsphase in die Sammelkammer 142 einströmende Gasströmung seitlich ab und verhindert, dass die bereits in der Sammelkammer 142 befindlichen abgeschiedenen Partikel aus der Sammelkammer 142 zurück in den Abtrenntrichter 128 gerissen werden. - -
Ein Herausreißen von Partikeln aus der Sammelkammer 142 wird gegebenenfalls auch durch die Oberflächenstruktur einer oder mehrerer Begrenzungsflächen 160 der Sammelkammer 142 verhindert, welche die in die Sammelkammer eintretende Gasströmung, vorzugsweise diffus, streut.
Nach einer Dauer von beispielsweise ungefähr einer Sekunde bis ungefähr zwei Sekunden wird der Separationsvorgang beendet, indem das Zuführventil 116 geschlossen wird.
Daraufhin kann ein weiterer Separationszyklus beginnen, indem ein anderes Werkstück in die Werkstückaufnahmekammer 102 eingebracht und die Reingaskammer 164 wieder auf den Druck pR evakuiert wird.
Nach einer vorgegebenen Anzahl von Separationszyklen oder wenn mittels eines geeigneten Massen- oder Füllstandsensors festgestellt wird, dass eine vorgegebene Partikelmenge in der Sammelkammer 142 vorhanden ist, können die in der Sammelkammer 142 angesammelten Partikel durch Öffnen des Schleusenventils 152 in das Parti kelreservoir 154 ausgeschleust werden, worauf dann wieder das gesamte Volumen der Sammelkammer 142 für das Sammeln von Partikeln zur Verfügung steht.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des mit dem Separator 106 durchgeführten Verfahrens zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom ist der Separator 106 so ausgelegt, dass nach der Druckausgleichsphase im Wesentlichen das gesamte die Zuführleitung 108 durchströmende Gas in die Reingaskammer 164 umgelenkt wird und im Wesentlichen kein Gas aus dieser Strömung mehr in die Sammelkammer 142 strömt.
Alternativ hierzu kann der Separator 106 auch so ausgelegt werden, dass während des gesamten Separationsvorgangs Gas aus der Zuführleitung 108 bis in die Sammelkammer 142 strömt. - -
Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Austrittsfläche AA des Abtrenntrichters 128 im Verhältnis zu der Mündungsfläche AM der Zuführleitung 108 vergrößert und das Innenvolumen der Sammelkammer 142 vergrößert wird .
Dadurch gelangt während des gesamten Separationsvorgangs ein kleiner Teil des aus der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 ausströmenden Gases durch die Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 und die
Sammelleitung 138 in die Sammelkammer 142, während der Großteil des Gases weiterhin in die Reingaskammer 164 umgelenkt wird.
Aufgrund der Massenträgheit folgen die in dem Gasstrom enthaltenen festen und/oder flüssigen Partikel jedoch auch bei dieser Ausführungsform dem kleineren, in die Sammelkammer 142 strömenden Gasstrom und gelangen so zum größten Teil in die Sammelkammer 142, während nur ein geringer Teil dieser Partikel zusammen mit dem Großteil des Gases in die Reingaskammer 164 gelangt.
Eine in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 mit Separator 106 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen, in den Fig . 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass in der Sammelleitung 138 ein Sammelleitungsventil 174 angeordnet ist, welches vorzugsweise ebenfalls über eine Steuerleitung 176 von der Steuervorrichtung 118 gesteuert werden kann.
Das Sammelleitungsventil 174 dient zum Sperren oder Freigeben einer Gasströmung durch die Sammelleitung 138.
Mittels dieser alternativen Ausführungsform des Separators 106 wird ein modifiziertes Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom wie folgt durchgeführt: - -
Zu Beginn eines Separationszyklus sind sowohl das Zuführventil 116 der Zuführleitung 108 als auch das Sammelleitungsventil 174 in der Sammelleitung 138 geschlossen.
Die Sammelkammer 142 wird daher nicht mit evakuiert, wenn der Druck in der Reingaskammer 164 mittels der Evakuierungsvorrichtung 168 auf den Druck pR verringert wird .
Vielmehr entspricht der Druck in der Sammelkammer 142 zu Beginn des Separationsvorgangs vorzugsweise im Wesentlichen dem Druck pw in der Werkstückaufnahmekammer 102, welche die Gasstromquelle 178 bildet.
Am Anfang des Separationsvorgangs wird das Sammelleitungsventil 174 gleichzeitig mit dem Zuführventil 116 oder kurz nach demselben geöffnet, so dass beim Eintreffen des Gases aus dem stromaufwärts von dem Zuführventil 116 liegenden Bereich der Zuführleitung 108 in der Sammelleitung 138 bereits ein gegenüber dem Druck pR in der Reingaskammer 164 erhöhter Druck herrscht, durch welchen das aus der Zuführleitung 108 ausströmende Gas in die Reingaskammer 164 umgelenkt wird.
Der als Trägheitsabscheider wirkende Separator weist bei dieser Ausführungsform also bereits von Anfang an eine hohe Abscheidewirkung auf, so dass das stromaufwärts von dem Zuführventil 116 liegende Innenvolumen der Zuführleitung 108 klein gehalten werden kann.
Im Übrigen stimmen die in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 mit Separator 106 hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise sowie das mit dieser zweiten Ausführungsform des Separators 106 durchgeführte Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom hinsichtlich seiner Durchführungsweise mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, umfassend eine Zuführleitung (108), durch welche der mit Partikeln beladene Gasstrom einem Abtrennbereich (114) des Separators (106) zugeführt wird, wobei die Zuführleitung (108) an einer Mündungsöffnung (112) mit einer Mündungsfläche (AM) in den Abtrennbereich (114) mündet, einen Abtrenntrichter (128), welcher eine Begrenzung des Abtrennbereichs (114) bildet und eine der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) gegenüberliegende Eintrittsöffnung (130) mit einer Eintrittsfläche (AE) und eine von der Eintrittsöffnung (130) beabstandete Austrittsöffnung (132) mit einer Austrittsfläche (AA) aufweist,
eine Gasaustrittsöffnung (162) mit einer Gasaustrittsfläche (AG), welche einerseits von der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) und andererseits von der Eintrittsöffnung (130) des Abtrenntrichters (128) berandet wird und durch welche von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich (114) austritt, und
eine Sammelkammer (142), in welcher durch den Abtrenntrichter (128) gelangte Partikel aufgenommen werden.
2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Mündungsfläche (AM) der Zuführleitung (108) kleiner ist als die Eintrittsfläche (AE) des Abtrenntrichters (128) und größer ist als die Austrittsfläche (AA) des Abtrenntrichters (128).
3. Separator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsfläche (AG) des Separators (106) mindestens gleich groß ist wie die Mündungsfläche (AM) der Zuführleitung (108).
4. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (AA) des Abtrenntrichters (128) kleiner ist als ein Zehntel der Eintrittsfläche (AE) des Abtrenntrichters (128).
5. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Begrenzungswand (136) des Abtrenntrichters (128) gegenüber einer Längsmittelachse (134) des Abtrenntrichters (128) um einen Winkel (a) von höchstens 45° geneigt ist.
6. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (106) eine Sammelleitung (138) umfasst, welche die Austrittsöffnung (132) des Abtrenntrichters (128) mit der Sammelkammer (142) verbindet.
7. Separator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Sammelleitung (138) ein Sammelleitungsventil (174) zum Sperren oder Freigeben einer Strömung durch die Sammelleitung (138) angeordnet ist.
8. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (142) eine Partikeleintrittsöffnung (140) aufweist, durch welche aus dem Gasstrom abgetrennte Partikel in die Sammelkammer (142) eintreten, wobei stromabwärts von der Partikeleintrittsöffnung (140) ein Strömungskörper (146) angeordnet ist, der eine durch die Partikeleintrittsöffnung (140) in die Sammelkammer (142) eintretende Strömung seitlich ablenkt.
9. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (142) mindestens eine Begrenzungsfläche
(160) aufweist, die mit einer Oberflächenstruktur versehen ist, welche eine in die Sammelkammer eintretende Gasströmung streut.
10. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführleitung (108) ein Zuführventil (116) zum Sperren oder Freigeben einer Gasströmung durch die Zuführleitung (108) angeordnet ist.
11. Separator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (108) eine Gasstromquelle (178) mit dem Abtrennbereich (114) des Separators (106) verbindet, wobei das Innenvolumen der Zuführleitung (108) stromaufwärts von dem Zuführventil (108) größer ist als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters (128) und der Sammelkammer (142).
12. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (106) eine Reingaskammer (164), in welche das von Partikeln gereinigte Gas nach dem Passieren des Abtrennbereichs (114) gelangt, und eine Evakuierungsvorrichtung (168) zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Reingaskammer (164) umfasst.
13. Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, umfassend Folgendes:
Zuführen des mit Partikeln beladenen Gasstroms durch eine
Zuführleitung (108) zu einem Abtrennbereich (114) eines Separators (106); wobei die Zuführleitung (108) an einer Mündungsöffnung (112) mit einer Mündungsfläche (AM) in den Abtrennbereich (114) mündet,
wobei der Abtrennbereich (114) durch einen Abtrenntrichter (128) begrenzt ist, der eine der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) gegenüberliegende Eintrittsöffnung (130) mit einer Eintrittsfläche (AE) und eine von der Eintrittsöffnung (130) beabstandete Austrittsöffnung (132) mit einer Austrittsfläche (AA) aufweist,
wobei Partikel aus dem Gasstrom durch den Abtrenntrichter (128) in eine Sammelkammer (142) gelangen und
wobei von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich (114) durch eine Gasaustrittsöffnung (162) mit einer Gasaustrittsfläche (AG), welche einerseits von der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) und andererseits von der Eintrittsöffnung (130) des Abtrenntrichters (128) berandet wird, austritt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend Folgendes:
Reduzieren des Drucks in einer Reingaskammer (164), welche stromabwärts von dem Abtrennbereich (114) angeordnet ist;
Öffnen eines Zuführventils (116) in der Zuführleitung (108).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Öffnen des Zuführventils (116) eine verblockte Gasströmung von einer Gasstromquelle (176), an welche die Zuführleitung (108) angeschlossen ist, in den Abtrennbereich (114) erzeugt wird .
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