DE2753963C3

DE2753963C3 - Zyklon-Staubabscheider

Info

Publication number: DE2753963C3
Application number: DE19772753963
Authority: DE
Inventors: Hans-Johann 5650 Solingen Obermeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-03
Filing date: 1977-12-03
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE2753963B2; DE2753963A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zyklon-Staubabscheider zum Abscheiden grober, feiner und feinster Staubteilchen aus staubbeladener Abluft oder Abgasen, die von einem Ventilator durch eine Staubrohrleitung hindurch einem konischen Abscheideraum von oben exzentrisch zugeführt ist, unter dem ein Sammelbehälter für die abgeschiedenen Staubteilchen angeordnet ist, wobei in den Abscheideraum von oben her zentrisch ein Tauchrohr zum Abführen des Reinluft- bzw. Reingasstromes eingesetzt ist und ein Teil des Staub-Luftgemisches aus dem Abscheideraum heraus und durch eine Rohrleitung hindurch zur Ansaugseite des Ventilators geführt ist und daß zwischen Abscheideraum und Sammelraum ein Behälter angeordnet ist, in den von oben der Konus des Abscheideraumes mündet.

Es ist bekannt, kleine Teilchen aus staubbeladener Luft zum Zwecke der Reinigung der Luft von Werkstatträumen oder aus Rauchgasen in Zyklonabscheidern zu trennen und in einem Sammelbehälter abzuscheiden. Einem solchen, als rotationssymmetrischen Behälter ausgebildeten Zyklonabscheider wird die staubbeladene Luft im oberen Teil von einem Ventilator kommend mit hoher Geschwindigkeit exzentrisch zugeführt, so daß die schwereren Staubteilchen unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte nach außen an die Wand des Behälters geführt werden und die gereinigten Gase durch ein im oberen Teil des Behälters zentrisch eingesetztes Tauchrohr abgeführt werden können. Die Staubteilchen werden durch Reibung an der Behälterwand in ihrer kreisrunden Bewegung gehemmt und gelangen, langsam herabfallend, in einen unter dem Zyklon angeordneten Sammelbehälter, aus dem sie entfernt werden können.

Es ist auch bereits ein Staubabscheider bekannt, bei dem der Abscheidekonus am unteren Ende in einen Behälter übergeht, der nach unten hin mit einem Schieber versehen ist, um das abgeschiedene Gut entleeren zu können. Hierbe' wird das abgeschiedene Gut vor dem Entleeren jedoch mit Wasser angereichert, um ein Aufwirbeln zu verhindern (GB-PS 12 09 686).

Aus der DE-OS 20 58 674 ist ein Zyklonabscheider für Gasentstaubung bekannt, wobei das Absaugrohr für das Reingas von einem Rohr umgeben ist, das einen Teil des Gasstromes zur nochmaligen Reinigung absaugt und dem Zyklon wieder zuführt.

Die bekannten Staubabscheider haben sich jedoch nicht bewährt, wenn nicht nur grober, sondern auch feiner Staub und Feinststaub durch einen Zyklonabscheider möglichst restlos abgeschieden werden sollen,

ohne daß zusätzlich ein Tuchfilter oder dgl. zur Anwendung kommt

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Zyklon-Staubabscheider der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß grobe, feine vnd feinste ^r> Staubteilchen aus staubbeladener Abluft oder Abgasen möglichst vollständig entfernt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst

In den Ansprüchen 2 bis 8 sind weitere vorteilhafte in Ausbildungen des Zyklon-Staubabscheiders gekennzeichnet

Wenn der Anteil des sehr feinen Staubes groß ist, kann das Tauchrohr zum Abführen des Reinluftstromes vorteilhaft von einem Mantelrohr umgeben werden, an i^r> dem ein Saugrohr tangential angeschlossen ist das einen Teilstrom mit den sehr feinen Staubteilchen der Staubrohrleitung in Strömungsrichtung gesehen vor dem Ventilator zuführt Die sehr feinen Staubteilchen können nämlich im Abscheideraum mit dem Reinluft- 2n strom zum Teil mit nach oben in das Tauchrohr gerissen werden. Hier werden sie aber durch die Rotation des Staubluftgemisches nach außen an die Wandung des Tauchrohres gedrängt, wo diese Staubteilchen nun jedoch dem Mantelrohr zugeführt und von dem dem Saugrohr zugeleiteten Teilstrom erfaßt und nochmals in den Abscheidungsprozeß zurückgeführt werden. Der das Tauchrohr verlassende Reinluftstrom kann durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Mantelrohres, das vorzugsweise weiter in den Abscheideraum hineinragt als das Tauchrohr, auch von allerfeinsten Staubteilchen befreit werden.

Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung in Verbindung mit einer Teilrückführung des Staubluftbzw. Staubgasstromes besteht darin, daß eine praktisch i^r> vollständige Abscheidung der Staubteilchen erreicht wird, so daß sich der erfindungsgemäße Zyklon-Stababscheider besonders in Betrieben mit starkem Staubanfall, z. B. mit Schleifmaschinen, mit großem Erfolg einsetzen läßt.

Ein anderer Vorteil besteht darin, daß das Staubluftgemisch dem Abscheideraum in verhältnismäßig großer Menge zugeführt werden kann, wobei es allerdings zu Aufwirbelungen bzw. zu einem Stau im Abscheideraum kommen kann. Um dies zu vermeiden, wird das Staubrohr vor der exzentrischen Einmündung in den Abscheideraum ejektorförmig ausgebildet, wobei jedoch die Wirkung eines Ejektors nicht eintritt, sondern eine Druckentlastung entgegen der Strömungsrichtung eintritt und ein geringer Teil des Stromes in ein Rohrstück entweicht, das mit einem Filtertuch abgeschlossen ist. Diese Maßnahme ist nur erforderlich, v/enn ein großes Gebläse verwendet wird, das den Staubluftstrom mit relativ hohem Druck dem Abscheideraum zuführt. Die untere öffnung des Kunus des Abscheideraumes kann sich etwa bis in den mittleren Teil des Separierbehälters erstrecken, so daß der aus der Rohrleitung des Separierbehälters entweichende Teilstrom zunächst schräg nach unten gerichtet und beim Eintritt in den Separierbehälter umgelenkt wird, so Unterhalb der Anschlußstelle der Rohrleitung im Separierbehälter angeordnete Einbauten, die am äußeren Umfang teilweise mit öffnungen versehen sind, sorgen dafür, daß der leilstrom, bevor er durch die Rohrleitung aus dem Separierbehälter entweicht, entstaubt wird. Hierbei wird die Zentrifugalwirkung nutzbar gemacht, die bei der wendeiförmigen Führung des Teilstromes vom Eintritt in den Separierbehälter bis zum Eintritt in die Rohrleitung vorhanden ist Um dies zu erreichen, können im Separierbehälter ein oder mehrere Windungen mit einem oder mehreren wendelförmig angeordneten Bändern gebildet sein, die sich von der unteren öffnung des runden Separierbehälters bis zur Anschlußstelle der Rohrleitung erstrecken. Hierbei sind am äußeren Umfang jeder Windung Abdeckstreifen angeordnet zwischen denen öffnungen für den Staubaustritt vorhanden sind.

Die Bauhöhe eines Staubabscheiders bisheriger Konstruktion beträgt 8 bis 10 m. Ein Staubabscheider vergleichbarer Leistung unter Anwendung der erfindungsgemäßen Konstruktion kann in vorteilhafter Weise sehr viel niedriger gebaut werden, nämlich 2,2 bis 2,6 m, so daß es nun möglich ist, einen Staubabscheider innerhalb der Arbeitsräume unterzubringen, ohne daß Deckin oder Böden aufgeschlagen werden müssen oder der Staubabscheider wegen seiner Größe in einem besonderen Raum bzw. im Freien untergebracht werden muß. Der Reinluftstrom wird nicht mehr ins Freie geblasen, sondern verbleibt im entstaubten Raum, so daß keine Umweltbelästigung vorhanden ist und im Winter der wertvolle Wärmeinhalt der Luft in den beheizten Arbeitsräumen verbleibt.

Vorteilhaft werden die wendeiförmigen Einbauten für den Teilstrom in gleicher Richtung wie der Staubluftstrom im Abscheidebehälter gerichtet, so daß eine Ausnutzung der Rotation und damit der Zentrifugalkräfte sowie eine verstärkte Staubabscheidung erreicht werden.

Obwohl dem erfindungsgemäß ausgebildeten Staubabscheider eine relativ große Luftmenge zugeführt werden kann und obwohl die Bauhöhe stark verringert wird, kann ein Staubabscheidegrad von über 99,8% erreicht werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. In der

F i g. 1 ist der Zyklon-Staubabscheider schematisch, zum Teil im Querschnitt, dargestellt,

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Staubabscheider gemäß der Linie H-Il im oberen Teil der F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt durch den Staubabscheider gemäß der Linie III-III.

Der Zyklon-Staubabscheider besteht aus einem Konus 1, der den Abscheideraum 2 bildet, mit einem Staubrohr 3, einem Ejektorrohr 5 und einem Tauchrohr 6 mit Mantelrohr 22 am oberen Teil des Staubabscheiders sowie einem Separierbehälter 8 mit Einbauten, wie Zwischenwand 13, Blechstreifen 14 und Bändern 15, ferner einem Sammelbehälter 9, der einen Sammelraum 10 umschließt. Der Separierbehälter 8 ist an einer Stelle seines oberen Teiles mit einem Rohrstutzen 11 versehen, an den eine Rohrleitung 12 angeschlossen ist

Der staubbeladene Luft- oder Gasstrom tritt bei Emit hoher Geschwindigkeit in das Staubrohr 3 ein und wird anschließend in den Konus 1 des Staubabscheiders geführt. Das Staubrohr 3 ist von einem Ejektorrohr 5 umgeben und hält am Ende 16 einen bestimmten Abstand vom Ejektorrohr 5. Diese Anordnung von Staubrohr 3 und Ejektorrohr 5 wirkt nicht wie an sich bekannte Ejektoren, sondern dien* zur Druckentlastung des Abscheideraumes 2. Ein Überdruck im Abscheideraum 2 bewirkt das Abströmen eines Teiles des Staubluftgemisches durch das Ejektorrohr 5. Durch diese Staubrohr-Ejektorrohranordnung kann das Staubluftgemisch in vorteilhafter Weise mit höherem Druck und mit größerer Geschwindigkeit in den Abscheideraum 2 gefördert werden, wobei ein kleiner Teil der Luft

in entgegengesetzter Richtung praktisch ohne Staub mitzunehmen durch das Ejektorrohr 5 abgeleitet wird. Aus Sicherheitsgründen ist am Ende des Ejektorrohres 5 ein Filtergewebe angebracht, um eventuell zurückgerissenen Staub aufzufangen. Diese Anordnung eines Ejektorrohres 5 um das Staubrohr 3 herum in Verbindung mit einer etwa ringförmigen Öffnung 17 ist nur bei Verwendung eines Ventilators mit sehr großer Förderleistung vorteilhaft, um einen Stau im Abscheideraum 2 zu vermeiden.

Das in den Abscheideraum 2 eintretende Staubluftgemisch streicht zunächst entlang dem wendelförmig abgeschrägten Deckel 4 spiralförmig nach unten, wobei der Staub durch die Rotation des Stromes entlang der Außenwand des Konus 1 abfällt und der grobe Anteil an der unteren Öffnung 7 des Konus 1 in den Sammelbehälter 9 abgeschieden wird. Der größte Teii des Luftstrornes verläßt den Abscheideraum 2 durch das Tauchrohr 6 nach oben bei A als Reinluftstrom. Ein kleiner Teil des Staubluftstromes tritt nach Passieren der unteren Öffnung 7 des Konus 1 in den Separierbehälter 8 ein und wird durch die hier angeordneten Einbauten wendelförmig bis zum Rohrstutzen 11 geführt, wo er den Separierbehälter 8 verläßt und durch eine Rohrleitung 12 der nicht dargestellten Staubluft-Ansaugleitung vor den Ventilator geleitet wird.

Die Einbauten im Separierbehälter 8 bestehen aus einer Zwischenwand 13, wendeiförmigen Bändern 15 sowie Blechstreifen 14. Durch die an der Zwischenwand 13 befestigten Bänder 15 werden ein oder mehrere schraubenförmige oder wendeiförmige Kanäle gebildet, die am äußeren Umfang mit dem Blechstreifen 14 zum Teil in der Weise abgedeckt sind, daß zwischen den Blechstreifen Öffnungen freibleiben, aus denen der restliche Staub in den Ringraum 19 austreten kann, von wo der Staub nach unten in den Sammelbehälter 9 fällt. Der bzw. die wendeiförmigen Kanäle enden am Oberteil 21 des Separierbehälters 8, wo der Teilluftstrom aus dem Rohrstutzen 11 austritt. In diesem Teilluftstrom sind noch restliche Staubteilchen enthalten, die nach der Rückführung zur Staubluftleitung

^r) erneut der beschriebenen Abscheidung unterworfen werden.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken tritt der den Staubabscheider durch das Tauchrohr 6 verlassende Reinluftstrom zunächst in das Mantelrohr 22 ein, das das

ίο Tauchrohr 6 mit einem Abstand von mehreren Zentimetern umgibt und über das untere Ende 24 des Tauchrohres 6 hinaus ein Stück weiter in den Abscheideraum 2 hineinragt. Die starke Rotationsströmung wird zum Teil auch auf den Reinluftstrom

r> übertragen, wodurch es gemäß der Erfindung möglich ist, durch das Absaugen eines den Reinluftstrom umgebenden Stromes mit feinsten Staubteilchen einen Reinluftstrom zu erhalten, der wirklich frei von Staub ist und ohne ein Filtertuch Arbeitsräumen zugeführt werden kann. Das Mantelrohr 22 ist mit einem Deckel 25 abgedeckt und mit einem tangential angeordneten Saugrohr 23 versehen (Fig.2). Der aus dem Saugrohr 23 austretende Strom mit feinsten Staubteilchen wird dem Ansaugrohr des nicht dargestellten Ventilators

?j zugeführt und nochmals einer Abscheidung unterworfen.

Durch diese gemäß der Erfindung gestaltete Führung des Staubluftgemisches im Abscheideraum 2, Separierbehälter 8 und Sammelraum 10 in Verbindung mit der

3d teilweisen Rückführung wird ein sehr hoher Reinheitsgrad im abgeführten Reimluftstrom im Tauchrohr 6 erreicht. Bewirkt wird diese erhöhte Reinigung besonders durch die Rückführung eines Teilstromes, da hierdurch eine Aufwirbelung im Abscheideraum 2

ii vermieden wird, und durch die Reinigung dieses Teilstromes im Separierbehälter.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zyklon-Staubabscheider zum Abscheiden grober, feiner und feinster Staubteilchen aus staubbeladener Abluft oder Abgasen, die von einem Ventilator durch eine Staubrohrleitung hindurch einem konischen Abscheideraum von oben exzentrisch zugeführt ist, unter dem ein Sammelbehälter für die abgeschiedenen Staubteilchen angeordnet ist, wobei in den Abscheideraum von oben her zentrisch ein Tauchrohr zum Abführen des Reinluft- bzw. Reingasstromes eingesetzt ist und ein Teil des Staub-Luftgemisches aus dem Abscheideraum heraus und durch eine Rohrleitung hindurch zur Ansaugseite des Ventilators geführt ist und daß zwischen Abscheideraum und Sammelraum ein Behälter angeordnet ist, in den von oben der Konus des Abscheideraumes mündet, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Behälter als Separierbehälter (8) ausgebildet ist, daß

b) sich die untere Öffnung (7) des Konus (1) des Abscheideraumes (2) etwa bis in das untere Drittel des Separierbehälters (8) erstreckt und daß

c) an einer Stelle im oberen Teil des Separierbehälters (8) eine Rohrleitung (12) angeschlossen ist, die in die Staubrohrleitung in Strömungsrichtung vor dem Ventilator mündet.

2. Zyklon-Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Anschlußstelle der Rohrleitung (12) im Separierbehälter (8) ringförmige Einbauten angeordnet sind, die am äußeren Umfang teilweise mit Öffnungen versehen sind.

3. Zyklon-Staubabscheider nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Einbauten aus einer zylindrischen Zwischenwand (13) sowie in axialer Richtung des Abscheiders aus wendelförmig übereinander angeordneten Bändern (15) gebildet sind, die sich bis zur Anschlußstelle der Rohrleitung (12) erstrecken und zwischen denen Schlitze zur Staubabscheidung freigelassen sind.

4. Zyklon-Staubabscheider nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Einbauten aus einem wendelförmig angeordneten Band (15) mit zwei, drei oder vier Windungen bestehen, die sich von der unteren Öffnung des Separierbehälters (8) bis zur Anschlußstelle des Rohrstutzens (11) der Rohrleitung (12) erstrecken, wobei zwischen zwei Windungen am äußeren Umfang Blechstreifen angeordnet sind, zwischen denen Offnungen vorhanden sind.

5. Zyklon-Staubabscheider zum Abscheiden grober, feiner und feinster Staubteilchen aus staubbeladener Abluft oder Abgasen, die von einem Ventilator durch eine Staubrohrleitung hindurch einem konischen Abscheideraum von oben exzentrisch zugeführt ist, unter dem ein Sammelbehälter für die abgeschiedenen Staubteilchen angeordnet ist, wobei in den Abscheideraum von oben her zenirisch ein Tauchrohr zum Abführen des Reinluft- bzw. Reingasstromes eingesetzt ist und ein Teil des Staubgemisches aus dem Abscheideraum heraus und durch eine Rohrleitung hindurch zur Ansaugseite des Ventilators geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubrohr (3) vor der Einmündung in den Abscheideraum (2) von dem zum Abscheideraum (2)

hin offenen Ejektorrohr (5) mit größerem Durchmesser zum Abführen eines Teilstromes umgeben ist.

6. Zyklon-Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (6) von einem Mantelrohr (22) umgeben ist, dessen Saugrohr (23) in die Staubrohrleitung in Strömungsrichtung vor dem Ventilator mündet

7. Zyklon-Staubabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (23) tangential am Mantelrohr (22) angebracht ist.

8. Zyklon-Staubabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (22) weiter in den Abscheideraum (2) hineinragt als das Tauchrohr (6).