DE1719479B2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen oder von Teilchen aus einem dampf- oder gasförmigen Medium - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen oder von Teilchen aus einem dampf- oder gasförmigen Medium mit einem langgestreckten, in horizontaler Lage angeordneten geschlossenen Behälter mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung für das Medium, und mit einer in seinem Innern angeordneten Einrichtung zur Erzeugung von Schallwellen.

Aus der DE-PS 6 30 452 ist eine Vorrichtung der eben genannten Art bekannt, bei welcher der Abscheidungsraum von einem beiderseits offenen Rohr gebildet ist, das auf der einen Seite von einem Kolben und auf der anderen Seite von einem kolbenförmig verdickten Ende eines Magnetostriktionsstabes abgeschlossen wird. An die Stelle dieses elektrisch betriebenen Schallerzeugers kann auch eine ebenfalls elektrisch angeregte Quarzplatte treten.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie eine aufwendige und teuere Konstruktion darstellt, die die Gefahr der Störanfälligkeit beinhaltet, besonders was die elektrisch angetriebenen Schallerzeuger betrifft. Darüber hinaus ist auch der beiderseitige Kolbenverschluß des Rohres ein Schwachpunkt der Konstruktion, da, besonders bei aggressiven Medien, dort immer die Gefahr der Leckage besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute billige Vorrrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit Hilfe welcher ein hoher Abscheidungsgrad erreichbar ist und die möglichst robust und störunanfällig ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine der beiden öffnungen mit einem den Öffnungsquerschnitt bis auf einen Schlitz verengenden Hindernis versehen ist und im Strömungsbereich der so verengten öffnung, innerhalb der als geschlossener Behälter ausgebildeten Abscheidungsraumes eine

ίο akustische Resonanzkammer angeordnet ist, deren Mündung der öffnung benachbart ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine einfache, billige und störunanfällige Konstruktion. Im Gegensatz zu der aus der DE-PS 6 30 452 bekannten Vorrichtung sind keine elektrischen Schallerzeuger vorhanden, die immer eine ungewollte Störungsquelle darstellen können. Bei der Erfindung ist der Abscheidungsraum, mit Ausnahme eines eventuell vorgesehenen Abschlußrohres, als geschlossener Behälter ausgebildet, wodurch die Gefahr eines Lecks gegenüber der Vorrichtung nach der DE-PS 6 30 452 entscheidend herabgemindert ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet nicht nur billiger, da die Schallwellen sich durch die Luftströmung des Mediums selbst erzeugen, sie kann auch im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung wesentlich langer ohne Störung arbeiten, da die Vorrichtung insgesamt robuster ausgebildet ist und im wesentlichen ohne mechanische Bewegteile auskommt.

Statt Flüssigkeit können in dem Medium auch Festkörperteilchen mitgeführt werden, diese werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls abgeschieden. Die Strömung des Mediums wird durch die schallerzeugenden Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenig behindert. Diese Mittel sind nach Art einer Pfeife gebildet, die so abgestimmt ist, daß sie in Abhängigkeit von dem Medium in Resonanz kommt und dadurch ein mit starken Vibrationen verbundenes Infrallschallgeräusch erzeugt, das die Abscheidung der Teilchen oder Tröpfchen aus dem Medium fördert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben:

F i g. 1 ist eine Schnittansicht durch einen horizontal angeordneten Dampf-Flüssigkeitsabscheider gemäß der Erfindung.

F i g. 2 ist eine Darstellung mit Blickrichtung auf die Schnittebene 2-2 von F i g. 1.

F i g. 3 ist eine Teilschnittdarstellung durch eine abgewandelte Ausführungsform des Abscheiders nach Fig. I.und

Fig.4 ist eine Teilschnittdarstellung durch eine abgewandelte Ausführungsform des Abscheiders von Fig. 1, welche eine andere orgelpfeifenartige Ausbildung aufweist.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist ein zylindrisch geformter Kessel oder Behälter 10 vorhanden. Dieser kann, wie üblich, mit einem Mannloch (nicht dargestellt) versehen sein, wenn er eine entsprechende Größe hat. Der Behälter 10 hat beispielsweise angeschweißte ballige Stirnwände 11, 12 an den Enden seines zylindrischen Körpers.

Mit dem Inneren des Behälters 10 sind ein Einlaßrohr 13 und ein Auslaßrohr 14 verbunden. Vorzugsweise sind das Einlaß- und Auslaßrohr 13 bzw. 14 nahe an den gegenüberliegenden Enden des Kessels angeordnet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

In dem Behälter 10 sind eine Art Orgelpfeifen 15 und

16 angeordnet. Die Orgelpfeifen 15 und 16 sind in der in F i g. 1 angegebenen Lage an die Behälterwandungen angeschweißt oder sonstwie stark mit ihnen verbunden.

Das Einlaßrohr 131st an der Stelle seiner Verbindung mit dem Inneren des Behälters 10 mit einem Hindernis

17 versehen, durch das eine sch:r.ale schlitzartige Öffnung 18 in der Mantelwand des Behälters 10 gebildet wird. Die Öffnung 18 dient als Schlitz nach Art wie bei einer Pfeife und richtet die Strömung des durch das Einlaßrohr 13 eintretenden Mediums gegen eine Kante der Orgelpfeife 15 in der Nähe seiner Mündung 19. Infolgedessen wird durch die Bewegung des Mediums gegen das geschlossene Ende 20 der Orgelpfeife 15 und seine Longitudinalbesvegung darin das Orgelpfeifenrohr erregt, so daß es ein Geräusch mit einer normalerweise das Vierfache der Länge des Rohres 15 betragenden Wellenlänge erzeugt. Die spezielle Wellenlänge des ausgesandten Geräusches kann natürlich durch Wahl der Länge der Orgelpfeife 15 verändert werden, wobei die Eigenschaften des Dampf und Flüssigkeit enthaltenden Mediums, die Strömungsgeschwindigkeit, die Tröpfchenabsetzzeit u. dgl. in Rechnung zu stellen sind.

Nachdem das Medium in das Innere des Behälters 10 geströmt ist, haben die flüssigen und gegebenenfalls festen Teilchen die Neigung, abgesondert zu werden, und zwar nicht nur aufgrund des Strömungsweges durch den Behälter 10, sondern auch aufgrund des durch die Orgelpfeife 15 erzeugten Geräusches. Die Tröpfchen setzen sich infolge ihrer Schwerkraft ab in die Flüssigkeit L, die gewünschtenfalls über ein Abflußrohr D abgezogen werden kann. Wenn das Medium, beispielsweise der Dampf, durch das Auslaßrohr 14 strömt, sucht die Orgelpfeife 16 ein Geräusch in einem bestimmten Grade zu verursachen. Das Auslaßrohr 14 ist an seinem unteren Ende mit einem Hindernis 21 versehen, das eine enge schlitzartige Öffnung 22 an der Stelle bildet, wo das Rohr mit dem Inneren des Behälters 10 in Verbindung steht. Die Strömung durch die schlitzartige Öffnung 22 wird von einer Kante des Orgelpfeifenrohres 16 neben dessen Mündung 23 aus gerichtet. Es findet also eine umgekehrte Wirkung, nämlich eine Saugwirkung, statt, wenn das Dampf-Flüssigkeitsgemenge nach dem geschlossenen Ende 24 des Orgelpfeifenrohres 16 hin und von dort zurück schwingt.

Ebenso wie das Orgelpfeifenrohr 15 kann auch das Orgelpfeifenrohr 16 in seiner Länge verändert werden, um Schall von verschiedenen Wellenlängen entsprechend den besonderen Parametern hervorzubringen, wie sie für eine höchstmögliche Separation der Flüssigkeitströpfchen oder Teilchen aus dem strömenden Medium erforderlich sind.

E^c ist nicht unbedingt notwendig, irgendwelche speziellen Orgelpfeifenrohrkonstruktionen 15 und 16 anzuwenden. Es können auch andere Schallquellen verwendet werden, wobei ähnliche Erfolge erzielt werden. So ist z. B. in F i g. 3 eine Abwandlung dargestellt, bei der ein Helmholtzscher Resonator 25 mit dem Behälter 10 verbunden ist, der mit einer Mündungsöffnung 26 in der Nachbarschaft der pfeifenschlitzartigen Öffnung 18 angebracht ist, so daß der Schall hierdurch erzeugt wird.

Ferner ist in Fig.4 eine Orgelpfeifenbauweise geneigt, die nur ein Rohr 27 verwendet, das an beiden Enden offen ist Infolgedessen wird das Rohr durch ein Medium an beiden Enden bei der Hälfte der normalen Wellenlänge erregt.

Es wird hier davon abgesehen, ins Einzelne gehende Berechnungen anzugeben, weiche zeigen, wie die richtige Länge der Orgelpfeifenrohre bestimmt wird, wobei noch die Eigenschaften des zu separierenden Mediums und die Abmessungen des Behälters 10 in Rechnung zu stellen wären. Die Erfahrung hat aber gezeigt, daß Separatoren mit Orgelpfeifenrohren und Schallerzeugungseigenschaften eine mindestens um 30% höhere Abscheidung ergeben als es bisher mit den üblichen Bauarten möglich war.

Es ist somit ersichtlich, daß durch die Erfindung eine verbesserte Vorrichtung mit horizontal angeordnetem Separator geschaffen wurde, die besonders abgestimmt oder so ausgebildet werden kann, daß spezielle Erfordernisse der Flüssigkeitsabscheidung bei einer nur geringen Erhöhung der Herstellungskosten und ohne Notwendigkeit einer Wartung erfüllt werden können. Es ist ferner ersichtlich, daß die neue Vorrichtung keine Vergrößerung der Gesamtabmessungen gegenüber üblichen Vorrichtungen mit sich bringt und dennoch eine bedeutende Verbesserung darstellt.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier im einzelnen beschriebenen und dargestellten Beispiele. So ist es insbesondere möglich, nicht nur aus dampfförmigen Medien flüssige Teilchen in Form von Tröpfchen abzuscheiden, sondern es kann sich auch um gasförmige Medien und darin, neben oder anstatt von flüssigen Teilchen enthaltene Festkörperteilchen handeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen oder von Teilchen aus einem dampf- oder gasförmigen Medium mit einem langgestreckten, in horizontaler Lage angeordneten geschlossenen Behälter mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung für das Medium, und mil einer in seinem Innern angeordneten Einrichtung zur Erzeugung von Schallwellen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden öffnungen (13, 14) mit einem den Öffnungsquerschnitt bis auf einen Schlitz verengenden Hindernis (17, 21) versehen ist und im Strömungsbereich der so verengten öffnung, innerhalb der als geschlossener Behälter ausgebildeten Abscheidungsraumes eine akustische Resonanzkammer (15,16) angeordnet ist, deren Mündung (19, 23) der öffnung benachbart ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter zylindrische Form und die Resonanzkammer die Form eines beiderseits offenen Rohres (27) hat, dessen Achse parallel zu der des Behälters verläuft und dessen offene Enden Mündungen der Resonanzkammer In der Nachbarschaft der Einlaß- und der Auslaßöffnung des Behälters bilden, welche beide mit je einen Schlitz bildenden Hindernis versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßöffnung (13, 14) mit dem Hindernis (17 bzw. 21) versehen und im Strömungsbereich beider öffnungen jeweils eine eigene Resonanzkammer (15 bzw. 16) vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Resonanzkammer aus einem einseitig offenen und am anderen Ende geschlossenen zylindrischen Rohr besteht.