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Fliehkraftabscheider Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftabscheider
(Zyklon), insbesondere für heiße Gase, bei dem die an der Gehäusewandung kreisenden,
zusammengeballten Staubteilchen durch eine oder mehrere seitliche Auslaßöffnungen
der Gehäusewandung hindurch in ein oder mehrere Nebengehäuse abgeführt werden.
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Bei Abscheidern dieser Art besteht die Schwierigkeit, die durch Fliehkraftwirkung
im Abscheidergehäuse bereits nahezu restlos ausgeschiedenen Staubteilchen bzw. das
angereicherte Staub-Luft-Gemisch Wirbel- und reibungsfrei überzuleiten in das oder
die Nebengehäuse, unter möglichst geringer Mitführung von bereits gereinigter Luft.
Die bisher bekannten Fliehkraftabscheider mit Nebengehäuse haben dieses Problem
nicht zufriedenstellend gelöst und demzufolge je nach der Staubart einen verhältnismäßig
schlechten Wirkungsgrad von nur 75 bis 8o 0,ö erzielen können.
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Erfindungsgemäß wird dieser Übelstand dadurch beseitigt, daß vor der
Auslaßöffnung in jedem Nebengehäuse ein von einer äußeren Kraft betriebenes Flügelrad
angebracht ist, welches die kreisende Bewegung der Staubteilchen in eine in Richtung
der Achse des Abscheidergehäuses nach abwärts gerichtete Bewegung umleitet. Von
diesem Flügelrad wird der aus der seitlichen Austrittsöffnung des Hauptgehäuses
austretende, mit Staubteilchen beladene Luftstrom ohne Reibung oder Wirbelbildung,
gewissermaßen unter Ansauge-Wirkung, so aufgenommen, daß nur sehr geringe Mengen
der bereits gereinigten Luft mit dem Staub durch die seitliche öffnung des Hauptgehäuses
hindurchtreten können. Infolgedessen arbeitet der neue Abscheider erheblich besser
und vollkommener als alle bisherigen Einrichtungen dieser Art, und es läßt sich
mit ihm sogar bei sehr feinen Staubarten ein bislang nicht annähernd erzielter Wirkungsgrad
erreichen.
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Zweckmäßig können dabei die Flügel der Ableitungsvorrichtung nach
Art der Laufschaufeln einer Francis-Turbine ausgebildet sein. Dadurch wird die erstrebte
Wirkung einer reibungs- und wirbellosen Umleitung des Staubluftstromes in eine Richtung
parallel zur Mittelachse des Hauptgehäuses noch begünstigt, während zugleich im
Nebengehäuse noch eine weitere wirksame Trennung der Staubteilchen von der Luft
durchgeführt wird.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigen Fig. i einen senkrechten Mittelschnitt durch den neuen Fliehkraftabscheider
und Fig. 2 einen waagerechten Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. i in größerem
Maßstabe.
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i bezeichnet ein aus zwei Schüssen gefertigtes, aufrecht stehendes,
rohrförmiges Gehäuse, welches unter Einschaltung eines nach unten zu kegelförmig
sich verjüngenden unteren Rohrabschnittes 2 auf einem Tragrohr 3 ruht und welches
seinerseits einen nach oben
zu schwach kegelig sich erweiternden
und in einen verbreiterten, oben abgeschlossenen Raum 5 auslaufenden Rohrabschnitt
4 trägt. Gleichachsig zur Mittellinie des so gebildeten Gehäuses ist eine Rohrleitung
von wesentlich geringerem Durchmesser angeordnet. Die in der Nähe des unteren Endes
des zylindrischen Gehäuses i mit dem Rohr 6 beginnende Rohrleitung ist dicht unterhalb
der Verbindungsstelle der Teile i, 4 zu einem Kege17 erweitert, dessen obenliegende
breite Grundfläche bis nahe an die Innenwandung des Rohres i heranreicht. Der verhältnismäßig
langgestreckte Kegel 7 geht über einen wesentlich kürzeren, umgekehrt angeordneten
Kegelabschnitt 8 wieder in ein zylindrisches Rohr 9 über, welches einen größeren
Durchmesser besitzt als der untere Rohrleitungsabschnitt i. Das Rohr 9 ist durch
die Decke des Raumes 5 ins Freie geführt und auf seinem außerhalb des Raumes 5 liegenden
oberen Ende mit einer Wind- und Regenschutzhaube i o ausgestattet, wobei der Abscheider
im vorliegenden Beispiel für den Fall bestimmt ist, daß die aus der Rohrleitung
austretenden gereinigten Gas- und Luftströme ungenutzt in die Außenatmosphäre abgeblasen
werden sollen. Falls eine weitere Verwendung der gereinigten Gas- oder Luftströme
zu Heiz-, Belüftungs- oder anderen Zwecken stattfinden soll, darf die Leitung 9
selbstverständlich nicht im Freien münden, sondern es muß an die Leitung 9 eine
weitere Anschluß- oder Zubringerleitung angefügt werden.
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Der Raum 5 enthält die Zuführleitung i i für die staubhaltigen, ungereinigten
Gasströme, und zwar ist, wie in Fig. i mit gestrichelten Linien angedeutet ist,
die Zufuhrleitung so angeordnet, daß die von einem Gebläse herangeförderten Gasströme
tangential in den Raum 5 eintreten und an der Seitenwandung des Raumes 5 entlang
streichen, hier also zwangsläufig in eine kreisende Bewegung übergeführt werden.
Der Raum 5 besitzt einen spiralförmigen, unrunden Grundriß., damit die Gase möglichst
reibungs- und widerstandslos allmählich in den kegeligen Tei14 des Gehäuses übergeleitet
werden. Auf einem mittleren Abschnitt des Rohres 9 innerhalb des kegelförmigen Gehäuseteiles
4 angeordnete Leitbleche 12 sorgen dafür, daß die Luft-bzw. Gasströme auch außerhalb
des Raumes 5 ihre kreisende Bewegung beibehalten.
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Unterhalb des kegeligen Teiles 7, 8 der inneren Rohrleitung sind am
Rohr i mehrere - im gezeichneten Beispiel zwei - nach der entgegengesetzten Richtung
wie der Kege17 sich kegelig erweiternde Blechtrichter 13, 14 befestigt, die dicht
an die Innenwand des Rohres i heranreichen und gegenüber dem Rohr i nur schmale
Ringspalte 15 frei lassen. Der untere, in den oberen Trichter 13 teilweise
hineinragende Trichter 14 ist geteilt ausgeführt, derart, daß -der breite unter
Trichterrand von einem gleichachsig zu dem eigentlichen Trichter 14 angeordneten
und mit diesem durch Abstandshalter 16 starr verbundenen zweiten Teiltrichter 14'
gebildet ist, dessen Außenwand in ein kurzes zylindrisches Mündungsstück ausläuft.
Der zweiteilige Trichter 14, i4' ist gegenüber dem darüberbefindlichen einteiligen
Trichter 13 so angebracht, daß die obere Mündung des zwischen den beiden
Trichterhälften 14, 14! verbleibenden kegeligen Durchgangsraumes 17 etwa
auf gleicher Höhe liegt wie der untere Rand des übergeordneten Trichters
13. Soweit ist die Ausbildung der Vorrichtung -nicht Gegenstand der Erfindung.
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An der Innenwand des unter den Trichtern 13, 14 folgenden Abschnittes
des Rohres i sind drei übereinanderliegende, an sich bekannte Gleitschienen 18
von U-förmigem Querschnitt befestigt. Jede dieser Gleitschienen 18, deren weggeschnittener
vorderer Teil in Fig. i der Zeichnung mit strichpunktierten Linien angedeutet ist,
ist in Schraubenlinienform gebogen und erstreckt sich über eine volle Windung von
36o°, während die Steigung der einzelnen Schienen etwa gleich groß ist. Das obere
Ende und demzufolge auch das untere Ende jeder der drei in gewisser Entfernung voneinander
angebrachten Gleitschienen 18 ist gegenüber den anderen Schienen um i zo° versetzt
angeordnet, und am unteren Ende jeder dieser Schienen 18 befindet sich in der Gehäusewandung
i eine durch einen Schieber i9 verstellbare Schlitzöffnung 2o, durch welche der
auf der Schiene 18 tierabgleitende Staub in eine Umleitvorrichtung 2 i gelangt.
Entsprechend der Anzahl der Leitschienen 18 sind im Beispiel drei Umleitvorrichtungen
2 i um 12 o° gegeneinander versetzt am Außenumfang des Gehäuses i angeordnet.
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Die Flügel 22 dieser Vorrichtungen sind nach Art der Laufschaufeln
einer Francis-Turbine ausgebildet und werden von einem auf dem Flügelradgehäuse
angeordneten Elektromotor 23 in einer solchen Umlaufrichtung betrieben, daß sie
im Sinne des von den Gleitschienen 18 tangential abgleitenden Staubes sich drehen,
dem Austritt des Staubes aus den Schlitzen 2o also nicht entgegenarbeiten, sondern
ihn fördern (s. die eingezeichneten Pfeile in Fig.2). Die nach unten hin sich verjüngenden
Gehäuse 2 i der Umleitvorrichtungen sind je durch ein Rohr 24 mit einem Sammelbunker
25 verbunden, der an seinem trichterförmigen Boden 25' eine durch einen Schieber
26 o. dgl. abschließbare Ausfüllöffnung
besitzt, während an seiner
Decke eine Austrittsleitung 27 für die mit in den Bunker 25 gelangende Luft vorgesehen
ist, die entweder wieder zum Hauptgebläse zurückgeleitet oder einem besonderen Staubfilter-zugeführt
«-erden kann. Die Ausbildung des Sammelbehälters gehört jedoch nicht zur Erfindung.
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Der Bunker 25 ist teilweise um den unteren kegeligen Abschnitt 2 des
Abscheidergehäuses und dessen Tragrohr 3 herumgebaut und so angeordnet, daß seine
Ausfüllöffnung unmittelbar neben der ebenfalls als Ausfüllöffnung dienenden und
ebenfalls durch einen Schieber 28 o. dgl. abschließbaren unteren Mündung des Tragrohres
3 liegt.
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Unterhalb der Auslaßöffnungen 2o ist im Abscheidergehäuse i noch eine
aus mehreren ineinandergeschalteten und gegeneinander verstellbaren Ringtrichtern
29 bestehende regelbare Drosselstelle vorgesehen, welche ebenfalls nicht zur Erfindung
gehört und hier höchstens insoweit von Bedeutung ist, als durch willkürliche Beeinflussung
des abziehenden Reinluftstromes mittelbar auch auf den Übergang des Staub-Luft-Gemisches
in die Nebengehäuse 2 1 eingewirkt werden kann und mit Hilfe dieser Drosselstelle
eine weitgehende Anpassungsfähigkeit des Abscheiders sowohl an wechselnde Luftmengen
als auch an verschiedene Staubarten ermöglicht ist, so daß der neue Abscheider auch
bei veränderten Betriebsverhältnissen mit gutem Wirkungsgrad arbeitet.
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Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Einrichtung ist kurz folgende:
Die staubhaltigen Gase werden, wie bereits erwähnt, von einem nicht mitgezeichneten
Gebläse durch dieLeitung i i in tangentialer Richtung in den Raum 5 so eingeleitet,
daß sie am Umfange des oberen Gehäuseteils entlang streichend und durch die Leitbleche
12 sowie durch den Kegel 8 wiederum an die Gehäuseinnenwand geschleudert in spiralförmiger
und anschließend schraubenförmiger Bewegung den Gegenkegeln 1 ,3, 1:l zugeführt
werden. Die unter Wirkung der Fliehkraft von den Gasen abgeschiedenen Staub- und
Schmutzteilchen werden hier infolge der Verengung 15 des Durchgangsquerschnittes
zusammengeballt, während die gereinigte Luft nach innen gedrängt wird und bei dem
zweiten Kegel 14, der noch näher an die Innenwandung des Gehäuses i heranreicht
und somit eine weitere Verengung des Durchgangsquerschnittes zur Folge hat, ihren
Weg durch den zwischen den beiden Teilen 14, 1q' des Trichters gebildeten Kegelspalt
17 nimmt und mehr nach der Mitte des Abscheiders ent-,veicht.
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Der zusammengeballte Staub wird sodann von den Gleitschienen 18 aufgefangen
und durch die verstellbaren Schlitze 2o in tangentialer Richtung den Flügeln 22
der Umleitvorrichtungen 2 i zugeführt. Die Flügel leiten den Staub mit einem geringen
Anteil an Luft durch die Rohrleitungen 2q. in den Bunker 25, an dessen Boden der
Staub und Schmutz sich sammelt, wohingegen der Teilluftstrom durch die Leitung 27
entweicht und entweder wieder zum Gebläse oder zu einem getrennten Staubfilter geführt
wird.
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Inzwischen zieht der Hauptluftstrom innerhalb der Gleitschiene 18
nach unten ab, durchströmt die Drosselstelle 29 und gelangt durch das Abluftrohr
6, 7, 8, 9 ins Freie oder zu einem anderen Verwendungsort, während die noch in der
Drosselstelle abgeschiedenen Staubteilchen durch den Trichter 2 in das Tragrohr
3 nach unten fallen. Die Schieberverschlüsse 28 bzw. 26 am Boden dieses Rohres 3
bzw. am Bunker ermöglichen in den erforderlichen Zeitabständen eine Entnahme des
angesammelten Abscheidungsmaterials.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt,
vielmehr sind auch Abänderungen sowie mancherlei andere Ausführungen, insbesondere
des Abscheiders, möglich. Statt der dargestellten drei Nebengehäuse könnte auch
eine beliebige andere Anzahl von Nebengehäusen vorgesehen sein, wobei entsprechend
auch die Anzahl der Zubringerschienen geändert werden müß.te.