DE4405642C2 - Fliehkraftabscheider - Google Patents
FliehkraftabscheiderInfo
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- B04C1/00—Apparatus in which the main direction of flow follows a flat spiral ; so-called flat cyclones or vortex chambers
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- Cyclones (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftabscheider für Fein
körner, Schalen und Feingut, bestehend aus Staub und anderen Ver
unreinigungen, mit einem im wesentlichen ringförmigen Vortrenn
raum mit horizontaler Achse, der von einer halbzylinderförmigen
Außenwand und einem mit horizontaler Achse angeordneten Absaug
rohr begrenzt ist, wobei der Vortrennraum an seinem einen Ende mit
einem tangentialen Rohgaseinlaß und an seinem anderen Ende mit
einem unterhalb des Vortrennraumes ausgebildeten trichterförmigen
Sammler mit Austragvorrichtung in Verbindung steht und wobei die
Einlaßöffnung des Absaugrohres zum Sammler hin ausgerichtet ist.
Bei einem bekannten Fliehkraftabscheider dieser Art (DE 34 14 344
A1) ist die Einlaßöffnung im Absaugrohr von einem konzentrisch
zum Absaugrohr ausgebildeten Leitblech umgeben, welches sich etwa
um den halben unteren Umfang des Absaugrohres erstreckt und wel
ches mit seitlichem Abstand zu der Außenwand des ringförmigen
Vortrennraumes an beiden Seiten endet. Hierdurch entstehen Kanäle,
von denen der eine in den Sammler und der andere wieder zurück in
den ringformigen Vortrennraum führt. In dem in den Sammler füh
renden Kanal strömt die mit Feinkörnern und Schalen beladene Luft,
während der zweite Kanal zur Rückführung der von den Feinkörnern
befreiten Luft in den Vortrennraum dient. Zwischen dem Absaugrohr
und dem Leitblech verbleibt ein ringförmiger Vortrennraum, in wel
chem die mit Feingut beladene Luft strömt, wobei die weitgehend
von Feingut befreite Luft die Einlaßöffnung des Absaugrohres ein
tritt, während die stärker mit Feingut beladene Luft wieder in den
oberen Bereich des Vortrennraumes eintritt. Solange die Luft vom
Feingut nicht befreit ist, umkreist sie das Absaugrohr und zwar so
lange, bis sie genügend stark mit Feingut beladen ist. Erst dann tritt
eine Abtrennung des Feingutes ein, welches zusammen mit den Fein
körnern in den Sammler gelangt. Diese Ausgestaltung des Fliehkraft
abscheiders wird als nachteilig empfunden, weil einerseits das
mehrmalige Umkreisen des Absaugrohres durch die mit Feingut be
ladene Luft zu einem erhöhten Druckverlust führt und andererseits
gelangt das aus der Luft abgeschiedene Feingut zusammen mit den
Bruchkörnern und den Schalen in den Sammler und wird gemeinsam
ausgetragen, so daß eine Trennung der Bruchkörner von den Schalen
und dem Feingut nicht möglich ist.
Aus der DE 39 12 077 C2 ist eine Reinigungsmaschine für Getreide
bekannt, bei der sich an einen Sichtraum, in den der Aufgabegut
strom gelangt und in welchem die guten Körner ausgeschieden wer
den, ein Expansionsraum anschließt, in welchem aus dem stark ver
zögerten Luftstrom Bruchkörner ausfallen, so daß der dann in einen
Fliehkraftabscheider abziehende Luftstrom nur noch mit Feinteilen
beladen ist. Dieser Fliehkraftabscheider weist einen stetig sich ver
jüngenden Bogenkanal auf, der ein am gesamten Umfang mit Leit
blechen besetztes Saugrohr umgibt und an seiner engsten Stelle wie
der in den Bogenkanal einmündet. Zur Abtrennung der in diesem
Luftstrom noch vorhandenen Feinteile ist in Höhe der Längsachse
des Saugrohres, also in der Nähe des Endes des sich verjüngenden
Bogenkanals eine in den Bogenkanal hineinragende Abschällippe
vorgesehen, die das aufgrund der Fliehkraft nach außen gedrängte
feine Material in einen Abscheidungsauslaß ableitet, so daß die das
Saugrohr umkreisende Luft von diesen Feinteilen befreit und als ge
reinigte Luft abgesaugt werden kann. Je nach Anfall von Feingut ist
es erforderlich, daß die in dem Bogenkanal um das Saugrohr herum
strömende Luft dieses mehrmals umkreisen muß, bis diese Luft voll
ständig gereinigt ist. Dieses mehrmalige Umkreisen des Saugrohres
durch die mit Feingut beladene Luft führt zu einem erhöhten Druck
verlust. Außerdem stellt der vor dem Fliehkraftabscheider angeord
nete Expansionsraum zur Abscheidung der gröberen Teile, also der
Bruchkörner, einen erhöhten konstruktiven Aufwand dar, der zu
einem erhöhten Platzbedarf führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäßen Fliehkraftab
scheider so auszubilden, daß einerseits der Druckverlust abgesenkt
und andererseits eine gute Trennung von Feinkörnern und den leich
teren Verunreinigungen bei einfacher und kompakter Ausgestaltung
des Fliehkraftabscheiders ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Fliehkraftabscheider der
eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausge
hend vom Übergangsbereich zwischen dem Vortrennraum zum
Sammler eine zu einem weiteren, im Sammler unterhalb der Einlaß
öffnung des Absaugrohres ausgebildeten Luftauslaß führende Luft
leitvorrichtung vorgesehen ist, die mit Abstand zur Außenwand des
Vortrennraumes angeordnet ist, daß die Luftleitvorrichtung und der
mit ihr verbundene Luftauslaß am Eintritt in den Luftauslaß einen
schmalen Schälkanal für die durch Zentrifugalwirkung gegen die
Leitvorrichtung gedrängte, mit Feingut beladene Luftströmung bil
den, und daß das Absaugrohr den Vortrennraum einlaßseitig gegen
den Sammler absperrt.
Aus der US 21 01 249 ist ein Fliehkraftabscheider mit einem Vor
trennraum mit horizontaler Achse bekannt, der ein mit horizontaler
Achse angeordnetes Absaugrohr umgibt, wobei das Absaugrohr den
Vortrennraum einlaßseitig gegen den Sammler, der sich unterhalb
des Absaugrohres befindet, absperrt. Die in erfindungsgemäßer
Weise vorgesehene Luftleitvorrichtung und der sich hieran anschlie
ßende Schälkanal für die Feinteile fehlen dieser bekannten Ausge
staltung.
Aus der DE-OS 21 09 489 ist es bekannt, den ringförmigen, ein Ab
saugrohr umgebenden Vortrennraum so auszubilden, daß er in Strö
mungsrichtung einen stetig zunehmenden Querschnitt aufweist.
Dadurch daß das Absaugrohr den Trennraum einlaßseitig gegen den
Sammler absperrt, ist ein mehrmaliges Umströmen des Absaugrohres
unterbunden, was dazu führt, daß die den ringförmigen Trennraum
verlassende und in den Sammler eintretende Luft zwangsweise durch
die Einlaßöffnung des Absaugrohres abgeführt wird. Hierdurch wird
das mehrmalige Umkreisen des Absaugrohres, welches bei dem be
kannten Fliehkraftabscheider notwendig war, um die Luft so weit mit
Feingut zu beladen, bis eine Abscheidung möglich war, unterbunden.
Dieses mehrmalige Umkreisen zum Zwecke des Abscheidens des
Feingutes ist aber bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des
Fliehkraftabscheiders nicht notwendig, weil die Luftleitvorrichtung
denjenigen Teil der Luft abschält, der mit Feingut beladen ist, so
daß dieser mit Feingut beladene Luftanteil zu dem weiteren, im
Sammler unterhalb der Einlaßöffnung des Auslaßrohres ausgebilde
ten Auslaß gelangt. Der mit den Feinkörnern beladene Teil der Luft
strömt zwischen der Luftleitvorrichtung und der Außenwand des
Vortrennraumes in den Sammler und kann dann von den Körnern be
freit nach oben zum Absaugrohr strömen. Hierdurch wird nicht nur
der Druckverlust vermindert, sondern auch eine Trennung des Fein
gutes von den Feinkörnern ermöglicht, so daß an der Austragsvor
richtung des Sammlers im wesentlichen von feinen und leichten Tei
len befreites Feinkorn erhalten wird.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht
darin, daß die Luftleitvorrichtung und der mit ihr verbundene Luft
auslaß am Eintritt in den Luftauslaß einen schmalen Schälkanal für
die durch Zentrifugalwirkung gegen die Leitvorrichtung gedrängte,
mit Feingut beladene Luftströmung bilden. Hierdurch wird erreicht,
daß die durch die Luftleitvorrichtung aus der Hauptluftströmung, die
aus dem Vortrennraum kommt, abgeschälte Luftströmung nochmals
unterteilt wird, derart, daß am Einlaß in den Luftauslaß nur derje
nige Anteil der durch die Luftleitvorrichtung abgeschälte Luftströ
mung gelangt, der aufgrund der Zentrifugalwirkung besonders stark
mit dem Feingut beladen ist, während der andere nicht so stark bela
dene Teil zum Absaugrohr strömen kann. Hierdurch ist die Trenn
wirkung besonders fein unterteilbar.
Eine vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung für diesen Schälkanal
besteht darin, daß der Luftauslaß durch ein quer zur Strömungsrich
tung liegendes, innerhalb des Sammlers angeordnetes Rohr gebildet
ist, weiches einen tangentialen Lufteintrittsschlitz aufweist und die
der Zentrifugalwirkung der einströmenden Luft abgewandte Wand,
die den Eintrittsschlitz begrenzt, radial etwas nach außen gezogen ist
und mit der Luftleitvorrichtung den Schälkanal begrenzt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Luftleitvorrich
tung als ein spiralförmig gekrümmtes Leitblech ausgebildet, wodurch
eine besonders gute Trennwirkung bezogen auf den mit leichten und
feinkörnigen Verunreinigungen beladenen Luft von der mit Feinkör
nern beladenen Luft möglich ist.
Um diese erwünschte Trennwirkung noch zu verbessern, ist nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgese
hen, daß die Luftleitvorrichtung an einer Stelle des ringförmigen
Vortrennraumes beginnt, an der die Luftströmung im wesentlichen
lotrecht nach unten gerichtet ist. Hierdurch wird erreicht, daß auf
die Feinkörner nicht nur die Fliehkraft, sondern auch die Schwer
kraft einwirkt, so daß diese mit Sicherheit in den zwischen Luftleit
vorrichtung und Außenwand des Vortrennraumes befindlichen Kanal
und von dort in den Sammler gelangen.
Um die Aufteilung der Luftströmung in einen mit Feinkörnern bela
denen Teil und einem mit Feingut beladenen Teil zu begünstigen, ist
es vorteilhaft, wenn der ringförmige Vortrennraum mit in Strö
mungsrichtung stetig zunehmendem Querschnitt ausgebildet ist.
Fliehkraftabscheider dieser Art kommen für die Abscheidung der un
terschiedlichsten Getreidesorten und sonstigen Körnerfrüchten zum
Einsatz, die stark voneinander abweichende spezifische Gewichte
aufweisen. Um hier eine möglichst optimale Anpassung an die unter
schiedlichsten Körnersorten zu erreichen, ist nach einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Quer
schnitt des ringförmigen Vortrennraumes im Bereich seines strom
abwärts gelegenen Endes vor der Luftleiteinrichtung durch ein
schwenkbares Leitblech einstellbar ist, wobei die Schwenkachse des
Leitbleches an dem Absaugrohr angeordnet ist, während sich das
freie Ende stromabwärts der Schwenkachse erstreckt.
Um diese Anpassungsmöglichkeit an unterschiedlich schwere abzu
scheidende Stoffe noch zu verbessern, kann in weiterer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung der Abstand der Luftleitvorrichtung von
der Außenwand des Vortrennraumes einstellbar sein. Dabei ist es
vorteilhaft, wenn die Luftleitvorrichtung in ihrem in Strömungsrich
tung vorderen Teil als schwenkbare Klappe ausgebildet ist, deren
freies Ende gegen die Luftströmung gerichtet ist.
Wenn der weitere, im Sammler ausgebildete Luftauslaß mit einer
Luftfiltervorrichtung verbunden ist, so kann das Feingut, bestehend
aus Staub und sonstigen feinen Verunreinigungen ohne Umweltver
schmutzung getrennt aufgefangen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dar
gestellten Ausführungsbeispieles eines Fliehkraftabscheiders näher
erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur einen Querschnitt durch ei
nen erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheider.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt der Fliehkraftabscheider
einen ringförmigen, sich bogenförmig etwa über 180° erstreckenden
Vortrennraum 1, der durch eine im wesentlichen halbzylinderförmige
Außenwand 2 und ein Absaugrohr 3 begrenzt ist. Unterhalb des Vor
trennraumes 1 und des Absaugrohres ist ein trichterförmiger Samm
ler 4 mit einer unten angeordneten Austragsschnecke 5 vorgesehen.
In den Vortrennraum 1 mündet in tangentialer Richtung ein Rohga
seinlaß 6. Mit 7 ist eine Einlaßöffnung des mit horizontaler Achse
angeordneten Absaugrohres 3 bezeichnet, die nach unten in Richtung
auf den Sammler 4 ausgerichtet ist. Das Absaugrohr 3 steht mit dem
Einlaß 8 eines Ventilators 9 in Verbindung, dessen druckseitiger
Auslaß 10 über einen nach abwärts gerichteten Kanal 11 mit dem un
teren Ende eines aufsteigenden Aspirationskanales 12 in Verbindung
steht, in dessen unterem Bereich über eine Speisewalze 13 die Auf
gabe des zu reinigenden Gutes erfolgt. Das obere Ende des Aspirati
onskanales 12 mündet in den Rohgaseinlaß 6.
Das Absaugrohr 3 ist in bezug auf die halbzylinderförmige Außen
wand 2 des Vortrennraumes exzentrisch angeordnet, derart, daß die
ses Absaugrohr 3 einerseits einen sich stetig in Strömungsrichtung
erweiternden Vortrennraum begrenzt und andererseits diesen einlaß
seitig gegen den Sammler absperrt. Hierdurch ist ein einmaliges
Durch strömen der in den Rohgaseinlaß 6 eintretenden Luft in Rich
tung auf die Einlaßöffnung 7 des Absaugrohres 3 zwangweise vorge
geben.
Ausgehend vom Übergangsbereich zwischen dem Vortrennraum 1
und dem Sammler 4 ist eine als spiralförmig gekrümmtes Leitblech
ausgebildete Luftleitvorrichtung 14 vorgesehen, die einen Abstand
zur Außenwand 2 des Vortrennraumes 1 aufweist und somit in die
sem Bereich einen Kanal 15 zwischen sich und der Außenwand 2 be
grenzt. In diesen Kanal 15 tritt der mit den schweren Körnern bela
dene Anteil der Luftströmung ein, so daß durch die im Sammler ein
tretende Entspannung die Körner nach unten ausfallen, während die
von den Körnern befreite Luft (nach oben) zur Einlaßöffnung 7 des
Absaugrohres 3 strömt. Der radial innere Teil der Luftströmung tritt
in einen Kanal 16 ein, der durch das Absaugrohr 3 und die Luftleit
vorrichtung 14 begrenzt ist. Durch diese Luftleitvorrichtung 14, die
zu einem weiteren im Sammler 4 unterhalb der Einlaßöffnung 7 aus
gebildeten Luftauslaß 17 führt, wird derjenige Anteil der Luftströ
mung abgeschält, der mit Feingut, d. h. Staub und sonstigen feinen
Verunreinigungen beladen ist. Um hier nochmals eine Trennung her
beizuführen, ist der Luftauslaß 17 als ein horizontales, quer zum
Sammler 4 verlaufendes Rohr 23 ausgebildet, welches einen tangen
tialen Lufteintrittsschlitz 24 aufweist, wobei die der Zentrifugalwir
kung der einströmenden Luft abgewandte Wand, die den Eintritts
schlitz 24 begrenzt, radial etwas nach außen gezogen ist und mit der
Luftleitvorrichtung einen Schälkanal 25 begrenzt. Dieser in den
Schälkanal 25 eintretende Anteil der Luftströmung gelangt in den
Luftauslaß 17, der mit einer nicht dargestellten Filtervorrichtung in
Verbindung steht. Der übrige, von feinen Anteilen weitgehend be
freite Anteil der Luftströmung gelangt nach Umlenkung innerhalb
des Sammlers 4 in die Einlaßöffnung 7 des Absaugrohres 3. Von
dort wird die Luft durch den Ventilator 9 angesaugt und in den nach
unten gerichteten Kanal 11 gedrückt. Hierauf steigt die Luft in dem
Aspirationskanal 12 nach oben und dient zur Trennung des in diesen
nach oben gerichteten Luftstrom eingegebenen Gutes in ganze Kör
ner, die am Auslauf 18 aufgefangen werden und in Feinkörner und
sonstige Verunreinigungen, die mit dem Luftstrom nach oben in den
Rohgaseinlaß 6 gelangen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt
den Fliehkraftabscheider in Verbindung mit einem Aspirationskanal
zur Aufteilung des aufgegebenen Korngutes, wobei ein Teil dieser
Umluft aus dem Auslaß 17 zum Filter austritt.
Im Bereich des stromabwärts gerichteten Endes des Vortrennraumes
1 ist in Strömungsrichtung vor der Luftleiteinrichtung 14 ein
schwenkbar gelagertes Leitblech 19 vorgesehen, das um eine am Ab
saugrohr 3 angeordnete Schwenkachse 20 schwenkbar gelagert ist.
Das freie Ende dieses als Regulierklappe dienenden Leitbleches 19
erstreckt sich stromabwärts der Schwenkachse 20. Die Anordnung
der Luftleitvorrichtung 14 und des Leitbleches 19 ist so getroffen,
daß in der einem Endstellung der zwischen der Luftleitvorrichtung 14
und dem Absaugrohr 3 begrenzte Kanal 16 vollständig abgeschlossen
werden kann. In der anderen Endstellung, in der sich das Leitblech
19 an das Absaugrohr 3 anlegt, ist dieser Kanal 16 völlig offen. Die
Zwischenstellungen dienen zur Anpassung der Luftströmung an un
terschiedlich schwere Verunreinigungen bzw. Feinkörner, wobei der
Kanal 16 bei schwererem Material weiter geöffnet und bei leichteren
Feinkörnern weiter geschlossen wird.
Mit strichpunktierten Linien ist eine schwenkbare Klappe 21 ange
deutet, die das in Strömungsrichtung vordere Ende der Luftleitvor
richtung 14 bildet, um eine bessere Anpassung der als Trenneinrich
tung dienenden Luftleiteinrichtung an die unterschiedlichen Materia
lien vornehmen zu können.
Innerhalb des Rohgaseinlasses 6 ist eine Regelklappe 22 vorgesehen,
die eine Anpassung der Luftmenge und der Luftgeschwindigkeit be
zogen auf den Eintritt in den Vortrennraum in Abhängigkeit von dem
mit Gut beladenen Luftströmung ermöglicht.
Claims (9)
1. Fliehkraftabscheider für Feinkörner, Schalen und Feingut,
bestehend aus Staub und anderen Verunreinigungen, mit einem im
wesentlichen ringförmigen Vortrennraum mit horizontaler Achse, der
von einer halbzylinderförmigen Außenwand und einem mit
horizontaler Achse angeordneten Absaugrohr begrenzt ist, wobei der
Vortrennraum an seinem einen Ende mit einem tangentialen
Rohgaseinlaß und an seinem anderen Ende mit einem unterhalb des
Vortrennraumes ausgebildeten trichterförmigen Sammler mit
Austragvorrichtung in Verbindung steht und wobei die Einlaßöffnung
des Absaugrohres zum Sammler hin ausgerichtet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ausgehend vom Übergangsbereich zwischen
dem Vortrennraum (1) zum Sammler (4) eine zu einem weiteren, im
Sammler (4) unterhalb der Einlaßöffnung (7) des Absaugrohres (3)
ausgebildeten Luftauslaß (17) führende Luftleitvorrichtung (14)
vorgesehen ist, die mit Abstand zur Außenwand (2) des
Vortrennraumes (1) angeordnet ist, daß die Luftleitvorrichtung (14)
und der mit ihr verbundene Luftauslaß (17) am Eintritt in den
Luftauslaß (17) einen schmalen Schälkanal (25) für die durch
Zentrifugalwirkung gegen die Leitvorrichtung (14) gedrängte, mit
Feingut beladene Luftströmung bilden, und daß das Absaugrohr (3)
den Vortrennraum (1) einlaßseitig gegen den Sammler (4) absperrt.
2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Luftauslaß (17) durch ein quer zur Strömungsrichtung
liegendes, innerhalb des Sammlers (4) angeordnetes Rohr (23) gebil
det ist, welches einen tangentialen Lufteintrittsschlitz (24) aufweist
und die der Zentrifugalwirkung der einströmenden Luft abgewandte
Wand, die den Eintrittsschlitz (24) begrenzt, radial etwas nach außen
gezogen ist und mit der Luftleitvorrichtung (14) den Schälkanal (25)
begrenzt.
3. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Luftleitvorrichtung (14) als ein spiralförmig
gekrümmtes Leitblech ausgebildet ist.
4. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Luftleitvorrichtung (14) an einer
Stelle des ringförmigen Vortrennraumes (1) beginnt, an der die Luft
strömung im wesentlichen lotrecht nach unten gerichtet ist.
5. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der ringförmige Vortrennraum (1) mit in
Strömungsrichtung stetig zunehmendem Querschnitt ausgebildet ist.
6. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des ringförmigen Vor
trennraumes (1) im Bereich seines stromabwärts gelegenen Endes vor
der Luftleiteinrichtung (14) durch ein schwenkbares Leitblech (19)
einstellbar ist, wobei die Schwenkachse (20) des Leitbleches (19) an
dem Absaugrohr (3) angeordnet ist, während sich das freie Ende
stromabwärts der Schwenkachse (20) erstreckt.
7. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstand der Luftleitvorrichtung (14)
von der Außenwand (2) des Vortrennraumes (1) einstellbar ist.
8. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Luftleitvorrichtung (14) in ihrem in Strömungsrichtung
vorderen Teil als schwenkbare Klappe ausgebildet ist, deren freies
Ende gegen die Luftströmung gerichtet ist.
9. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß der weitere, im Sammler (4) ausgebil
dete Luftauslaß (17) mit einer Luftfiltervorrichtung verbunden ist.
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