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Fliehkraftscheider Die Erfindung bezieht sich auf Fliehkraftabscheider
und betrifft insbesondere eine Verbesserung mit dein Ziel, eine möglichst vollständige
Abscheidung mit geringer Energie zwischen Flüssigkeiten oder Gas verschiedener Dichte,
zwischen Flüssigkeit und Gas, zwischen Flüssigkeit oder Gas und suspendierten Festteilchen
zu erreichen.
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In bekannten Fliehkraftabscheidern unterwirft man das Medium (flüssig
oder gasförmig) einer rotierenden Bewegung, und zwar solange es erforderlich ist,
um die Festteile oder die Flüssigkeit größter Dichte vollkommen nach außen abzuscheiden.
Man versetzt dabei laufend unnötigerweise einen beträchtlichen Teil des Mediums
in Bewegung, und zwar den, der am schnellsten abgeschieden worden ist.
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Andererseits vollzieht sich der Austritt des abgeschiedenen Mediums
mit einem Druckhöheverlust, woraus sich bei einem gegebenen Resultat ein beträchtlicher
Energieverlust ergibt.
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Schließlich zeigt sich bei einem zu behandelnden Medium, welches feine
Teilchen in Suspension enthält, daß sich diese mit dem Medium innig mischen (dies
wird durch die Viskosität des Mediums aufrechterhalten) und die Teilchen nicht abgeschieden
werden.
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Durch die Erfindung werden die vorstehend genannten Unzulänglichkeiten
beseitigt.
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Der neue Fliehkraftabscheider gehört zu derjenigen Gattung, durch
die unter Vermeidung eines Sekundärwirbels ein Teil des Mediums in einem
Ausschnitt
oder mittleren Kern des Abscheiders abgetrennt und anschließend aus der ihn umgebenden
kreisenden Masse in dem Maße, wie sich die Abscheidung vollzieht, nach außerhalb
des Abscheiders abgeführt wird. Die Erfindung besteht in einer konzentrischen Wandung,
die im geringen Abstand von einem durchgehenden, schneckenförmigen Schlitz des mittleren
Rohres angeordnet ist, und in Umlenkmitteln in der Nähe der Kante des Schlitzes.
Dieser Fliehkraftabscheider wird nach der Erfindung dadurch verbessert, daß- dem
Medium vermittels eines konvergent-divergenten Kanals nach Art eines Venturis eine
plötzliche Beschleunigung erteilt wird, die durch die entsprechende Ausbildung einer
konzentrischen Wandung entsteht, die dem Schlitz und dem mittleren Abführungsrohr
für das abgeschiedene Medium gegenüberliegt.
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Man hat bereits vorgeschlagen, das Abzugsrohr von Zyklonenabschneidern
schraubenförmig im Sinne der kreisenden Bewegung des Gasstroms zu schlitzen, um
diese Bewegung und damit die Staubabscheidung günstig zu beeinflussen. Diese Schlitze
und damit das Innere des Abzugsrohres stehen in freier Verbindung mit dem kreisenden
Gasstrom. Nach einem anderen Vorschlag wird die Unterteilung des Abzugsrohres geschlossen,
so daß das gereinigte Gas nur durch Löcher und Schlitze, die auch geschaufelt sein
können, in das Reingasrohr übertreten kann. Gegen die dadurch entstehende Strömungsausbildung
und gegen die Abscheidung von Staub im Unterende des Reingasrohres bestehen keine
Bedenken. Auch wurde es für zweckmäßig gehalten, das Reingasrohr aus mehreren bis
vielen konzentrischen Wandungen mit Löchern oder Schlitzen auszugestalten, wogegen
im verstärkten Maße dieselben Bedenken der Staubabscheidung auf dem Boden des Reingasrohres
einer erheblichen Widerstandserhöhung und einer im ganzen unübersichtlichen Strömung
entstehen.
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Nach der Erfindung wird die technische Lehre verkörpert, nacheinander
mit zwei verschiedenen Mitteln die Medien, nämlich das Gas und den Staub bzw. die
Tröpfchen, zunächst in axialer und dann in radialer Richtung voneinander zu trennen.
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Zum Unterschied gegenüber dem Bekannten ist zu diesem Zweck um den
genannten Schneckengang und in einem geringen Abstand zu den übereinanderliegenden
Zungen konzentrisch zu dem mittleren Rohr eine Wandung angeordnet, die einen Teil
des kreisenden Mediums nach dem Schneckengang hinleitet, derart, daß ein Bruchteil
des so geleiteten Mediums durch den Schneckengang in das mittlere Rohr eintritt,
während sich der Überschuß an Medium mit dem um das Rohr erneut herum kreisenden
Medium mischt.
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An der Eintrittswandung des mittleren Rohres sind Leitmittel bzw.
Mittel zum Begradigen der Strömung derart angeordnet, daß das Medium kreisend zwischen
den Zungen des mit dem Schneckengang versehenen Rohres eintritt und die kreisende
Bewegung in eine solche Umlenkungsbewegung umgewandelt wird, daß das Medium durch
dieses Rohr aus der Einrichtung abgeführt werden kann.
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Die konzentrische Wandung ist derart ausgebildet, daß sie in der Höhe
des Schneckenganges einen konvergent-divergenten Kanal bildet, die (wie in einem
Venturi) in dem divergenten Teil erreicht wird, der divergent fortgeführt, ist,
um die kreisende Bewegung des Mediums aufrechtzuerhalten.
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In der Tat vollzieht sich nach der Erfindung die Abscheidung nicht
allein durch Fliehkraft über die ganze Stärke der wirbelnden Masse, sondern vor
allem in dem im Innern dieser Masse liegenden Ausschnitt oder Kern, und erfolgt
dort mit einer maximalen Wirksamkeit auf Grund des geringen Durchmessers dieses
Kerns und seiner hohen Drehgeschwindigkeit und ohne Wirbel. Durch die besonders
günstige Führung der kreisenden Bewegung und die Begradigung bzw. die Bewegungsumlenkung
zum Auslaß hin tritt keine Wirbelbildung ein. Darüber hinaus wird auf Grund der
plötzlichen Beschleunigung die Zentrifugierung von Medien, die Feinstteilchen mitführen,
äußerst wirksam gestaltet.
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In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
nach der Erfindung näher veranschaulicht.
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Fig. t ist die Ansicht eines Fliehkraftabscheiders, dessen kegelstumpfartiger
Außenbehälter teilweise geschnitten ist; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie X-Y
der Fig. i ; Fig. 3 ist die Ansicht einer Abwicklung des mit dem Schneckengang versehenen
Rohres mit an einer Längskante angeordneten Leitmitteln; Fig. q. ist eine vergrößerte
Ansicht, ähnlich wie Fig. 2, die die Anordnung des konvengent-divergenten Kanals
zeigt, der die Abscheidung der feinen Teilchen aus dem kreisenden Medium unterstützt.
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Man erkennt in der Zeichnung einen kegelstumpfartigen Außenbehälter
a, an dessen Oberteil die. Zuführungsleitung b für das zu behandelnde Medium angeschlossen
ist, die tangential- in die Vorrichtung eintritt. Diese Leitung führt das Medium
bis zu Beginn der kreisenden Bewegung. Eine obere schneckenförmige Wandung c verlängert
diese Leitung und versetzt das Medium in die Lage, diese kreisende Bewegung vollständig
fortzusetzen und zurückzukehren, ohne sich unterhalb des Eintrittes zu stoßen.
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Das kreisende Medium wird durch den konischen Teil des Außenbehälters
a aufgenommen, der am unteren Ende durch ein abgeschlossenes Gehäuse, z. B. ein
Ableitungsrohr d für Flüssigkeit, Gas oder Feststoffe größter Dichte, die aus dem
leichteren Medium abgeschieden wurden, verschlossen ist.
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Das leichte Medium kann nur durch das mittlere Rohr e entweichen,
welches, wie man besonders deutlich in Fig. 2 erkennt, einen Eintritts- und Führungsspalt
f trägt. Dieser günstigerweise schneckenförmige Spalt erstreckt sich über die ganze
Höhe des Rohres e des Außenbehälters a. Der genannte Spalt weist zwei
Zungen auf, und zwar eine innere, f1, und eine weitere, äußere, f2, die die
ersteh
um ein gewisses J,iaß im Gegensinn zu der kreisenden Bewegung des Mediums überlappt
derart, daß zwischen den beiden vorerwähnten Zungen oder Lippen eine Art Durchbruch
für einen Teil des Mediums in dem Rohr e entsteht. In dieser Eintrittsöffnung für
das Medium, d. h. zwischen den beiden vorgenannten Lippen, befinden sich Leitmittel
g, die die kreisende Bewegung des Mediums beim Durchströmen in eine andere Bewegung
umlenken, die parallel zu der Drehachse verläuft, wie in Fig.3 schematisch dargestellt
ist.
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Eine Stabilisierungswandung h, die konzentrisch mit der Drehung und
etwa schneckenförmig verläuft, ist dem Schlitz gegenüberliegend angeordnet und bildet
auf diese Weise mit dem Schlitz einen Führungsgang für das Medium, bevor dieses
durch den Schlitz hindurchtritt. Der Überschuß des Mediums, der von diesem Schlitz
nicht aufgenommen werden kann, kehrt in die kreisende Masse, wie in Fig, 2 dargestellt,
zurück.
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In der Darstellung nach Fig. 4 ist der Stabilisierungswandung und
der Wandung der Ableitung an den zueinander in Bezug stehenden Flächen eine gleiche
Ausbildung gegeben, derart, daß sie sich zur Bildung eines konvergent-divergenten
Kanals nach Art eines Venturis vereinigen, wobei die Konvergenz durch den zwischen
den Flächen e2 und lag liegenden Teil im Gegenstrom gegeben ist und die Divergenz,
die sich im Gegensinn daran anschließt, durch den Durchlaß j1 dargestellt wird.
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Die Leitung e ist im oberen Teil zu einem Verteiler i geführt, der
die Austrittsgeschwindigkeit der leichtesten Masse und außerdem den Druckhöhenverlust
des Abscheiders senkt. Die große Umlenkgeschwindigkeit in dem Rohr entspricht bei
einem gegebenen Durchsatz einem kleineren Durchmesser, der die Abscheidung der Bestandteile
aus dem zti behandelnden Medium vergrößert. Unter Umständen kann ein Teil des leichten,
im Inneren abgeschiedenen Mediums durch eine untere Verlängerung ei des mittleren
Rohres e abgeführt werden. Die Umlenkung zu dem Auslaß für das Medium kann in gleicher
Weise umgekehrt unten angeordnet werden, wobei dann zwangläufig die Leitmittel im
umgekehrten Sinn, wie ei in Fig. i darstellt, angeordnet sein müssen.