DE2538664A1

DE2538664A1 - Verfahren und einrichtung zum abtrennen des spezifisch leichteren anteils aus einem strom eines mit suspendierten stoffen beladenen mediums

Info

Publication number: DE2538664A1
Application number: DE19752538664
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl I Bielefeldt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Bielefeldt Ernst-August Dipl-Ing 2114 Hollens
Priority date: 1975-08-30
Filing date: 1975-08-30
Publication date: 1977-03-03
Also published as: FR2321926B1; AU1728176A; DE2538664C2; IT1066987B; ES450578A1; DD126022A5; HU176131B; AU507840B2; FR2321926A1; JPS5229678A; SE7607702L; JPS566343B2; CH604908A5; ZA765147B; GB1538512A; SE418366B

Description

Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen

Mediums

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zum Abtrennen des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums, wozu der Strom in einem gekrümmten Kanal umgelenkt und teilweise in eine Wirbelkammer eingeführt wird, die den Hauptstrom tangiert und die im inneren Krümmungsbereich des Kanals in unmittelbarem Kontakt mit diesem steht, wodurch in der Wirbelkammer ein Fliehkraftfeld erzeugt wird, aus dem der spezifisch leichtere Anteil durch zwei in die Wirbelkammer koaxial und spiegelbildlich zu deren Mittelebene hineinragende Tauchrohre abgesaugt wird.

Ein derartiges Verfahren ist in der DT-OS 2 233 k"}7 beschrieben und dargestellt. In dem vorliegenden Zusammenhang herrscht grundsätzlich das Bemühen vor, dem strömenden Medium mit möglichst geringem Aufwand so optimal wie möglich, den spezifisch leichte-

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ren Anteil zu entziehen. Beim Beispiel der verstaubten Luft würde dies bedeuten, daß eine möglichst große Menge reiner Luft aus der Wirbelkammer abgesaugt wird, um den Hauptstrom des zu behandelnden Mediums weitestgehend mit Staub anzureichern, der dann schließlich einem Direktabscheider zugeführt werden kann. An einschlägigen Versuchen, das bekannte Verfahren in der aufgezeigten Richtung zu verbessern, fehlt es nicht. Es sei in diesem Zusammenhang noch verwiesen auf die DT-OS 2 l60

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Einrichtung der eingangs genannten Art, den Grad der Absaugung des spezifisch leichteren Anteils des strömenden Mediums in einfacher Weise weiter zu verbessern. Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß das Absaugen innerhalb des Zentralbernichs der Wirbelkammer erfolgt. Hierdurch bildet sich innerhalb der Wirbelkammer ein Strömungssystem aus, bestehend aus mehreren Elementarströmungen, die sich vorteilhaft überlagern und im Hin blick auf die gestellte Aufgabe ein optimales Abtrennverfahren ergeben. Für den Bedarfsfall sieht die Erfindung vor, daß inner halb der Tauchrohre mindestens eine weitere Abscheidung erfolgt.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrend läßt sich in einfacher Weise dadurch realisieren, daß die Absaugmündungen der Tauchrohre in den Zentralbereich der Wirbel kammer hineinragen. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Zeichnungsbeechreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit eingezeichneten Strömungskomponenten;

Fig. 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 im Längsschnitt;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit den Hauptabtrennungszonen ;

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Fig. k die Darstellung gemäß Fig. 3 im Längsschnitt;

Fig. 5 eine Wirbelkammer in perspektivischer Ansicht mit eingezeichneten Stromlinien und Partikelbahnen;

Fig, 6 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit zusätzlicher Ab tr ennung s z'on e ;

Fig. 7 die Darstellung gemäß Fig. 6 im Längsschnitt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Überlagerung von Elementarströmungen innerhalb einer Wirbelkammer mit der gekrümmten Hauptströmung 1, dem geraden Primärwirbel 2, dem symmetrisch angeordneten und entgegengesetzt drehenden ringförmigen Sekundärwirbelpaar 3 und der Senkenströmung k. Letztere kommt dadurch zustande, daß durch die beiden Tauchrohre 5 und 6 in Richtung der Pfeile 7 und 8 der bzw. ein spezifisch leichterer Anteil des zu behandelnden Mediums abgesaugt wird. Die Wirbelkammer trägt das Bezugszeichen 9· Der Hauptströmungskanal der Wirbelkammer 9 ist mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Die Pfeile 11 stellen eine Strömung dar, die dicht an den beiden Böden 12 und 13 der Wirbelkammer 9 entsteht durch Überlagerung des Primärwirbels 2 und der Sekundärwirbelströmung 3» wobei die Sekundärwirbelströmung 3 in ihrer Stärke zusätzlich durch die Senkenströmung k beeinflußt wird. Im Bereich des Hauptströmungskanals 10 setzt sich diese Strömung gemäß den Pfeilen 11 in die Hauptströmung fort. Die Pfeile l*t. zeigen eine Überlagerungsströmung aus den Elementarströmungen 4 und 2, worin auch ein Einfluß durch die Strömung 3 enthalten ist.

Die Fig. 3 und k erläutern die Auswirkungen der in den Fig. und 2 beschriebenen Strömungsformen auf das erfindungsgemäße Abtrennverfahren. Es bilden sich zwei verschiedene Hauptabtrennung szonen aus, eine Grobabtrennungszone 15 und eine Feinabtrennungszone l6, die sich aufgrund der spiegelsymmetrischen Tauchrohranordnung in zwei Teilzonen aufspaltet. In der Grobabtrennzone 15 werden'gröbere und schwerere Partikeln an der Wirbelkammer vorbeigeführt und verbleiben somit im Hauptstrom.

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Ein anderer Teil von feineren und leichteren Partikeln gelangt mit der Überlagerungsströmung 11 in die Wirbelkammer 9 in die Nähe der Tauchrohrwurzeln 17 und l8. Von dort aus wandern sie mit der sich schraubenförmig unmittelbar um die Tauchrohre 5 und 6 zu deren Absaugemündungen 19 und 20 fortsetzenden Überlagerungsströmung 11 an den Tauchrohren entlang. Der Verlauf dieser Strömung ist in der Fig. 5 perspektivisch kenntlich gemacht. In dieser Strömung wirken auf die Partikeln wegen der nicht oder kaum vorhandenen Strömungsschleppkräfte in radialer Rieft i.ung nach innen nur oder fast ausschließlich Fliehkräfte, wodurch sich schraubenförmige Partikelbahnen ergeben, die sich in Richtung der beiden Absaugemündungen 19 und 20 mit jedem Partikelumlauf um die Tauchrohre 5 und 6 spiralig erweitern. Dadurch werden diese Partikeln wieder in die Hauptströmung zurückgeführt. Infolge unterschiedlicher Partikelgr'dßen und -gewichte bilden sich unterschiedliche Zentrifugalkräfte aus. Dadurch werden schwerere Partikeln schneller und leichtere entsprechend langsamer in die Hauptströmung zurückbefördert. Dieser Tatbestand ist in der Fig. 4 durch die Pfeile 21, 22 und 23 dargestellt. Die spiralige Erweiterung dieser Partikelbahnen ist in der Fig. 3 durch die Pfeile 24 angedeutet. Kurz vor den Mündungen 19 und 20 der Tauchrohre 5 und 6 ist die Feinabtrennung l6 abgeschlossen, so daß sich die schraubenförmige Überlagerungsströmung 11 als von den suspendierten Partikeln befreite Strömung zu den Mündungen der Tauchrohre fortsetzt und dort in die Überlagerungsströmung l4 übergeht, die durch die Tauchrohre 5 und 6, wie durch die Pfeile 7 und 8 gekennzeichnet, abgesaugt wird. Wie weiterhin der Fig. 4 zu entnehmen ist, setzt sich die Überlagerungsströmung 11 an der gekrümmten Außenwand 25 des HauptStrömungskanals 10 spiegelsymmetrisch fort.

Wie in Fig. 1 dargestellt, durchlaufen die auf spiraligen Partikelbahnen aus der Wirbelkammer 9 herausgelangenden und in den HauptStrömungskanal 10 wieder eintretenden Partikeln den schraffierten Bereich 26. Die aus dem Hauptströmungskanal 10

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in die Wirbelkammer 9 spiralig eintretende Überlagerungsströmung 11 durchläuft den schraffierten Bereich 27· Die beiden Strömungsbereiche 26 und 27 sind höhenmäßig verschieden angeordnet. Letzterer befindet sich in zwei Teilbereichen an den Böden 12 und 13 der Wirbelkammer 9, während der erstere in dem mittleren Bereich der Wirbelkammer liegt. In der Draufsicht gemäß Fig. 1 überschneiden sich die beiden Bereiche 26 und 27 in dem kariert schraffierten Bereich 28.

In Fig. 5 ist die Abtrennung der groben und der feinen Partikeln perspektivisch dargestellt. Durch die Pfeile 11 ist noch einmal die sich spiegelsymmetrisch an der Hauptstromungskanalaußenwand ergebende Überlagerungsströmung dargestellt, von der die groben Partikeln auf Partikelbahnen 29 abgetrennt werden. Diese Partikelbahnen 29 laufen zwischen dem Wirbelkammereintritt 30 und dem Wirbelkammerauatritt 31 an der Hauptstromungskanalaußenwand 25 immer enger zusammen unter dem Einfluß der Überlagerungsströmung 11. Die sich an den Tauchrohren 5 und 6 schraubenförmig fortsetzende Überlagerungsströmung 11 geht an den Tauchrohrmündungen in die Überlagerungsströmung lk über. Aus der Schraubenströmung 11 werden die feinen Partikeln auf schraubenförmig und spiralig sich erweiternden Partikelbahnen 2k abgetrennt.

Wie aus der bisherigen Beschreibung ersichtlich, kann sich die erfindungsgemäße Strömungs- und Abtrennungskombxnation nur dadurch ausbilden, daß die beiden Tauchrohre 5 und 6 mit ihren Mündungen 19 und 20 bis in den Zentralbereich der Wirbelkammer 9 geführt werden. Dieser Zentralbereich ist in den Fig. 2 und 4 mit der Ziffer 32 versehen.

Für den Fall, daß im Rahmen des erfindungsgetnäßen Verfahrens noch feinste Partikeln in die Tauchrohre 5 und 6 gesaugt werden, wird gemäß den Fig. 6 und 7 innerhalb der Tauchrohre noch eine weitere Abtrennzone 33 zur Feinstabtrennung gebildet. Realisiert werden kann dies dadurch, daß in die Tauchrohre 5 und 6 je ein weiteres inneres Rohr Jk und 35 konzentrisch eingesetzt wird,

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derart, daß sich zwischen den Mußeren und den inneren Rohren ein Ringraum 36 ergibt. Damit sich die Feinstabtrennzone 33 gut ausbilden kann, müssen die Mündungen 37 und 38 der inneren Tatichrohre 3^ und 35 gegenüber den Mündungen 19 und 20 der äußeren Tauchrohre rohreinwärts versetzt sein. Durch den Ringraum 36 werden die feinsten Partikeln in einer dünnen ringförmigen Strömungsschicht 39 gemäß den Pfeilen 40 abgesaugt. Die Weiterbehandlung der auf diese Weise abgeschiedenen feinsten Partikeln bleibt dem jeweiligen Bedürfnis überlassen, wie dies auch mit den in der Hauptströmung verbleibenden groben und feinen Partikeln geschehen kann.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf eine Wirbelkammer mit geradem Primärwirbel. Sie kann auf beliebige mögliche Formen des Primärwirbels, z. B. auf einen in dem vorliegenden Zusammenhang bereits bekannten Ringwirbel übertragen werden.

- Patentansprüche -

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Claims

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM - 7 - 29. August 1975 GESELLSCHAFT BTO14 Frc/Schö MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG MÜNCHEN 7882 Patentansprüche

1. Verfahren zum Abtrennen des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums, wozu der Strom in einem gekrümmten Kanal umgelenkt und teilweise in eine Wirbelkammer eingeführt wird, die den Hauptstrom tangiert und die im inneren Krümmungsbereich des Kanals in unmittelbarem Kontakt mit diesem steht, wodurch in der Wirbelkammer ein Fliehkraftfeld erzeugt wird, aus dem der spezifisch leichtere Anteil durch zwei in die Wirbelkammer koaxial und spiegelbildlich zu deren Mittelebene hineinragende Tauchrohre abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen innerhalb des Zentralbereichs (32) der Wirbelkammer

(9) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Tauchrohre (5, 6) mindestens eine weitere Abscheidung erfolgt.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Absaugmündungen (19, 20) der Tauchrohre (5, 6) in den Zentralbereich

(32) der Wirbelkammer (9) hineinragen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Tauchrohre (5, 6) mindestens ein weiteres Absaugrohr (34, 35) konzentrisch eingesetzt ist, derart, daß zwischen den Rohren ein Ringraum (36) besteht.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5, 6; 34, 35) längsaxial verschiebbar und arretierbar ausgebildet sind.

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6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugmündungen (19, 20; 37, 38) der Rohre (5,6; 34,35) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Absaugmündungen (37, 38) der Rohre (34, 35) mit abnehmenden Durchmesser rohreinwärts versetzt gegenüber den Mündungen (19, 20) der Rohre (5, 6) angeordnet sind.

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