DE2013499B2 - Arrangement for a cyclone separator with an emptying chamber - Google Patents
Arrangement for a cyclone separator with an emptying chamberInfo
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- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
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Description
nung am unteren Ende der Wirbelkammer wird mittels eines Ventils gedrosselt; die Leitschaufeln haben in dieser Anordnung den Zweck, die Zunahme der Steigung der schraubenförmigen Bahn der abgetrennten Phase in der Nähe des unteren Endes der Wirbelkammer zu verhindern.Voltage at the lower end of the vortex chamber is throttled by means of a valve; the guide vanes have in this arrangement the purpose of increasing the pitch of the helical path of the severed Prevent phase near the bottom of the vortex chamber.
Gegenstand der Erfindung ist es, eine Entleerungskammer für einen Zyklonenabscheider so auszubilden, daß es möglich ist, den Strom der abgetrennten schweren Phase auf ein gewünschtes Minimum zu vermindern, ohne die Entleerungsöffnung der Entleerungskammer drosseln zu müssen, so daß ein Verstopfen der öffnung vermieden wird.The object of the invention is to design an emptying chamber for a cyclone separator in such a way that that it is possible to reduce the flow of the separated heavy phase to a desired minimum reduce without having to throttle the drainage opening of the drainage chamber, so that clogging the opening is avoided.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein ausreichend großes Druckgefälle in der Entleerungskammer eines Zyklonenabscheiders mit einer anderen Einrichtung als mittels Drosseln an der Entleerungsöffnung zu schaffen, so daß d:i Abscheidefunktion des Abscheiders nicht abhängig von geringen eigentümlichen, mechanischen Qualitäten ist. Auf diese Weise ist es möglich, wirksam einen Mehrfach-Zyklonenabscheider zu steuern, welcher eine große Anzahl von Abscheidern umfaßt, indem der Gegendruck in einer Aufnahmekammer, welche den einzelnen Abscheidern gemeinsam ist, mit Hilfe eines einzigen Organes in der Entleerungsleitung der Aufnahmekammer gesteuert wirdAnother object of the invention is to provide a sufficiently large pressure gradient in the discharge chamber of a cyclone separator with a device other than by means of throttling of the discharge opening, so that d: i separation function of the separator is not dependent on small peculiar mechanical qualities. In this way it is possible to effectively control a multiple cyclone separator which comprises a large number of separators by controlling the back pressure in a receiving chamber which is common to the individual separators with the aid of a single element in the emptying line of the receiving chamber
Ein weiterer Gegenstand besteht darin, es zu ermöglichen, die Entleerungskammer ohne Beeinträchtigung des Abscheideergebnisses mit einer so großen freien Entleerungsöffnung zu versehen, selbst größer als der Auslaß der Wirbelkammer, daß kein mögliches Verstopfen eintreten kann.Another object is to enable the emptying chamber to be accessed without interference to provide the separation result with such a large free emptying opening, even larger than the outlet of the vortex chamber, so that no possible clogging can occur.
Die Lösung dieser Probleme besteht gemäß der Erfindung darin, daß in der Entleerungskammer in einem Abstand von ihrer Entleerungsöffnung und koaxial mit der Kammer ein fest angebrachtes Glied (12 oder 12 a), welches aus einem oder mehreren Führungsflügeln besteht, deren Steigung derjenigen der schraubenförmigen Bahn der abgetrennten Phase entgegengesetzt ist, eingefügt ist.The solution to these problems is according to the invention that in the emptying chamber in a distance from its evacuation opening and coaxial with the chamber, a fixed member (12 or 12 a), which consists of one or more guide wings, the slope of which is the one opposite to the helical path of the separated phase is inserted.
Um dem Wiedereindringen der Partikel der schweren Phase in die Wirbelkammer vorzubeugen, wird nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung eine Anschlagplatte für die ankommende Phase in der Entleerungskammer vorgesehen, die koaxial zu dem Auslaß in der Entleerungskammer vorgesehen ist, und in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Trennwand mit einer kreisförmigen öffnung vorgesehen, die koaxial zu der Anschlagplatte in der Entleerungskammer zwischen der Anschlagplatte und dem fest angebrachten Glied angeordnet ist.To prevent the heavy phase particles from reentering the vortex chamber, according to a special embodiment of the invention a stop plate for the incoming phase in of the evacuation chamber provided coaxially with the outlet in the evacuation chamber is, and in a further embodiment of the invention, a partition with a circular opening is provided, which is coaxial with the stop plate in the emptying chamber between the stop plate and the fixed link is arranged.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings shows
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Zyklonenabscheiders gemäß Erfindung. Der untere Teil unterhalb der Linie IN ist im Vertikalschnitt gezeigt,Fig. 1 is a side view of a cyclone separator according to the invention. The lower part below the Line IN is shown in vertical section,
Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1, von oben gesehen, FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1, seen from above,
F i g. 3 den Vertikalschnitt unterhalb der Linie III in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,F i g. 3 shows the vertical section below the line III in FIG. 1 on an enlarged scale,
F i g. 4 und 5 weitere Ausführungsformen der Erfindung. F i g. 4 and 5 further embodiments of the invention.
In den Zeichnungen ist ein Zyklonenabscheider 1 und seine Wirbelkammer 2 gezeigt. Die Entleerungskammer ist mit 3 bezeichnet. Die Wirbelkammer weist in ihrem oberen Ende einen tangentialen Einlaß 4 für das zu behandelnde P/odukt und ein an dem Einlaufkopf koaxial angeordnetes Abflußrohr 5 für die gereinigte leichte Phase auf, welche in der Wirbelkammer abgeschieden ist. An seinem unteren Ende entleert der Zyklonenabscheider die abgetrennte schwere Phase in eine koaxial angeordnete Entleerungskammcr 3 durch einen Auslaß 6. Bei den gezeigten Ausführungsformen gemäß Erfindung ist die Entleerungskammer mit einer Entleerungsöff-A cyclone separator 1 and its swirl chamber 2 are shown in the drawings. The emptying chamber is denoted by 3. The vortex chamber has in its upper end a tangential inlet 4 for the product to be treated and a the inlet head coaxially arranged drain pipe 5 for the purified light phase, which in the Vortex chamber is deposited. At its lower end, the cyclone separator empties the separated one heavy phase in a coaxially arranged emptying chamber 3 through an outlet 6. In the Embodiments shown according to the invention is the emptying chamber with an emptying opening
nung 7 für die abgetrennte schwere Phase versehen, welche koaxial zu dem Auslaß 6 angeordnet ist.7 provided for the separated heavy phase, which is arranged coaxially to the outlet 6.
Wie bekannt ist, wird in der Wirbelkammer 2 ein schnell rotierender Wirbel erzeugt, welcher sich in der Richtung dreht, die durch den Pfeil A" angezeigtAs is known, a rapidly rotating vortex is generated in the vortex chamber 2, which is in rotates in the direction indicated by arrow A "
ist; durch Wirkung der Zentrifugalkraft wird die schwere Phase von der leichten Phase abgeschieden und bildet in der Nähe der Wand der Wirbelkammer eine Schicht. Der Wirbel hat eine axiale Bewegung abwärts, aber in der Nähe des Auslasses 6 wird dieis; the heavy phase is separated from the light phase by the action of centrifugal force and forms a layer near the wall of the vortex chamber. The vortex has a downward axial movement, but in the vicinity of the outlet 6 the
leichte Phase eine aufwärts gerichtete, axiale Bewegung durchführen. In der Mitte der Wirbelkammer bilden Luft oder Gase, die von der Flüssigkeit abeschieden sind, einen Kern um die Achse der Wirbelkammer. light phase make an upward, axial movement. In the middle of the vortex chamber air or gases separated from the liquid form a core around the axis of the vortex chamber.
Die Schicht der schweren Phase, welche ursprünglich neben der Wand der Wirbelkammer ausgebildet ist, bewegt sich weiter abwärts und dreht sich um die Achse der Entleerungskammer 3. Die schwere Phase strömt so in axialer Richtung zur Entleerungsöff-The heavy phase layer that originally formed next to the vortex chamber wall is, moves further downwards and rotates around the axis of the emptying chamber 3. The heavy phase flows in the axial direction to the emptying opening
nung 7 der Entleerungskammer und führt gleichzeitig ihre Drehbewegung fort. Folglich strömt diese Phase längs eines schraubenförmigen Weges. Wenn sich die schwere Phase zur Entleerungsöffnung 7 der Entleerungskammer gemäß Erfindung bewegt, trifft sie auftion 7 of the emptying chamber and continues its rotary movement at the same time. Hence this phase flows along a helical path. When the heavy phase moves to the emptying opening 7 of the emptying chamber moved according to the invention, it hits
ein Glied 12 oder 12 a, welches in der Entleerungskammer angeordnet ist und eine Oberfläche aufweist, welche, gesehen in Drehrichtung der Phase, eine Neigung aufweist, die der Neigung der schraubenförmigen Bahn der Phase entgegengesetzt ist. Dadurcha member 12 or 12 a, which is arranged in the emptying chamber and has a surface, which, seen in the direction of rotation of the phase, has an inclination that of the inclination of the helical Orbit is opposite in phase. Through this
wird eine Kraft veranlaßt, in einer Richtung zu wirken, welche der Richtung der Axialbewegung der schweren Phase entgegengesetzt ist. In den in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen ist diese Kratt aufwärts gerichtet und übt einen Gegendrucka force is caused to act in a direction which is the direction of axial movement of the severe phase is opposite. In the embodiments shown in the drawings, this is Kratt directed upwards and exerted a counter pressure
gegen den Druck aus, welcher die abgeschiedene schwere Phase in Abwärtsrichtung zur Entleerungsöffnung der Entleerungskammer hin drückt. Dadurch wird ein großes Druckgefälle in der Entleerungskammer erhalten. Durch zweckmäßiges Ausbilden desagainst the pressure which pushes the separated heavy phase in the downward direction towards the discharge opening of the discharge chamber. Through this a large pressure gradient is obtained in the emptying chamber. Appropriate training of the
Teiles 12 oder 12 α ist es möglich, einen Gegendruck gewünschter Größe in jedem separaten Fall und ein entsprechendes Druckgefälle zu erhalten, ohne die Entleerungsöffnung 7 der Entleerungskammer zu drosseln.Part 12 or 12 α , it is possible to obtain a counter pressure of the desired size in each separate case and a corresponding pressure gradient without throttling the emptying opening 7 of the emptying chamber.
Die mit dem genannten Glied efzielbare Wirkung ist am besten folgendermaßen erklärbar. Es sollte möglich sein, einen axialen Gegendruck und ein entsprechendes Druckgefälle ohne Drosselung der Entleerungsöffnung der Entleerungskammer zu erhalten,The effect that can be achieved with the mentioned link can best be explained as follows. It should be possible, an axial counterpressure and a corresponding pressure gradient without throttling the drainage opening the emptying chamber,
(■' wenn eine Zentrifugalpumpe mit einem offenen Pumprotor oder eine Schraubenpumpe mit der Entleerungsöffnung verbunden und so angeordnet wären, um die entleerte schwere Phase in Axialrichtung gegen die Strömungsrichtung zu pumpen, und einen Druck hätten, welcher geringer als der Druck ist, der die schwere Phase zur Entleerungsöffnung hin drückt. Da jedoch die sich entleerende Phase zusätzlich zur Axialbewegung ebenfalls eine schnelle Dreh- (■ ' if a centrifugal pump with an open pump rotor or a screw pump were connected to the evacuation opening and arranged to pump the evacuated heavy phase axially against the direction of flow, and had a pressure which is less than the pressure which the heavy phase Phase pushes towards the emptying opening. However, since the emptying phase, in addition to the axial movement, also has a rapid rotary
bewegung ausführt, könnte dasselbe Ergebnis erhalten werden, indem in der Entleerungsöffnung beispielsweise ein befestigtes Flügelrad angeordnet ist, dessen Steigung derjenigen der schraubenförmigen Bahn der sich entleerenden Phase entgegengesetzt ist. Die Relativbewegung zwischen dem befestigten Flügelrad und der sich drehenden Phase baut dann den gewünschten Gegendruck auf und dieses wurde erfindungsgemäß gefunden. Im Prinzip ist gemäß Erfindung ein derartiges, nicht drehbares schraubenförmiges Flügelrad in der Entleerungskammer angeordnet.movement, the same result could be obtained by, for example, in the emptying opening a fixed impeller is arranged, the pitch of which is that of the helical Path of the emptying phase is opposite. The relative movement between the attached impeller and the rotating phase then builds up the desired back pressure and this has been invented found. In principle, according to the invention, such a non-rotatable helical one Impeller arranged in the emptying chamber.
In der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 3 besteht das genannte Glied aus einem schraubenförmigen Führungsflügel 12, dessen Steigung derjenigen der schraubenförmigen Bahn der sich entleerenden Phase entgegengesetzt ist. Er besteht aus einem Metallstreifen, welcher an der zylindrischen Wand der Entleerungskammer mit Hilfe einer Schweißung befestigt ist.In the embodiment according to FIG. 1 and 3, said member consists of a helical one Guide wing 12, the pitch of which corresponds to that of the helical path of the emptying Phase is opposite. It consists of a metal strip attached to the cylindrical wall of the Emptying chamber is attached with the help of a weld.
In der Ausführungsform nach F i g. 4 besteht das Glied aus zwei radial angeordneten Flügeln 12 a, welche fast Propellerflügeln gleichen. In dieser Anordnung ist ebenfalls eine kreisförmige Anschlagplatte 8 vorgesehen, welche als solche bekannt ist und koaxial mit dem Auslaß 6 des Zyklonenabscheiders ist. Diese Anschlagplatte wirkt als eine Hemmung der Axialbewegung der sich entleerenden Phase und erhöht zusammen mit den Flügeln 12 a deren Steuerfunktion. Die Anschlagplatte ist von einer Säule 9 gestützt.In the embodiment according to FIG. 4, the link consists of two radially arranged wings 12 a, which almost resemble propeller blades. Also in this arrangement is a circular stop plate 8, which is known as such and is coaxial with the outlet 6 of the cyclone separator is. This stop plate acts as an inhibition of the axial movement of the emptying Phase and increases together with the wings 12 a their control function. The stop plate is from a column 9 supported.
Es besteht die Möglichkeit, daß einige Partikel der abgeschiedenen schweren Phase nach Anstoßen gegen die Führungsflügel 12 oder 12 α durch den Auslaß 6 zurückprallen und sich in die leichte Phase vermischen werden, welche sich durch das Auslaßrohr S entleert. Dies wird vermieden, indem eine perforierte Trennwand zwischen der Anschlagplatte 8 und diesem Glied angeordnet wird. Eine solche Trennwand 13 ist in F i g. 5 gezeigt. Sie ist mit einer kreisförmigen Öffnung 13 α versehen, welche koaxial zu der Entleerungskammer 3 angeordnet ist. In dem gezeigten Austührungsbeispiel ist der Durchmesser dieser öffnung kleiner als derjenige der Anschlagplatte 8. Als weitere Vorsichtsmaßnahme gegen das Wiedereindringen der Partikel der schweren Phase in die Wirbelkammer kann die Anschlagplatte 8 mit einem zylindrischen Flansch 14 versehen sein, der koaxial zu der Anschlagplatte und auf deren Seite angeordnet ist, die zur Entleerungsöffnung 7 zeigt. Dieser Flansch 14 bildet dann ein Labyrinth zusammen mit der Trennwand 13, wodurch ein Zurückprallen der Partikel der schweren Phase schwerlich eintreten kann.There is a possibility that some particles of the separated heavy phase will rebound through the outlet 6 after hitting the guide vanes 12 or 12 α and will mix into the light phase which is emptied through the outlet pipe S. This is avoided by placing a perforated partition between the stop plate 8 and this member. Such a partition 13 is shown in FIG. 5 shown. It is provided α with a circular opening 13 which is disposed coaxially with the discharge chamber. 3 In the exemplary embodiment shown, the diameter of this opening is smaller than that of the stop plate 8. As a further precautionary measure against the re-penetration of the particles of the heavy phase into the vortex chamber, the stop plate 8 can be provided with a cylindrical flange 14, which is coaxial with the stop plate and on its Side is arranged, which shows the discharge opening 7. This flange 14 then forms a labyrinth together with the partition 13, as a result of which it is difficult for the particles of the heavy phase to rebound.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. So muß die Anordnung nicht so ausgerichtet sein, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Ihre Hauptachse kann beispielsweise horizontal sein. Auch kann die Anordnung als ganze ebenfalls umgedreht werden. Weitere Modifikationen sind ebenfalls möglich. Beispielsweise kann die Trennwand 13 aus einer Platte bestehen, welche mit gleichmäßig verteilten kleineren öffnungen versehen ist. Die Führungsflügel, welche den Aufwärtsdruck aufbauen, können anders als in der oben beschriebenen Weise angeordnet sein. Sie können auch in einer Entleerungsleitung angeordnet sein, welche die abgetrennte Phase aus der Entleerungskammer führt; jedoch wird in einem solchen Fall die Leitung als ein sich erstreckender Teil der Entleerungskammer angesehen.The invention is not limited to the embodiments described above. So must the arrangement not be oriented as shown in the drawing. Your major axis can be, for example be horizontal. The arrangement as a whole can also be reversed. Further Modifications are also possible. For example, the partition 13 can consist of a plate, which is provided with evenly distributed smaller openings. The guide wings, which the Build up pressure can be arranged other than in the manner described above. You can also be arranged in an emptying line, which removes the separated phase from the emptying chamber leads; however, in such a case, the line is considered to be an extending part of the Viewed emptying chamber.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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