Zyklon. Gegenstand der Erfindung ist ein Zyklon. Bekanntlich beruht die Wirkung von Zy klonen, wie sie allgemein zur Abscheidung von festen oder flüssigen Teilchen aus Gasen oder Flüssigkeiten verwendet werden, auf dem Prinzip der Abscheidung durch Flieh kraft. Da die Fliehkraft mit dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit zunimmt und umgekehrt mit wachsendem Durchmesser ab nimmt, führt das Bestreben nach guter Wir kung, besonders bei grossen Zyklonen, auf die Anwendung hoher Umfangsgeschwindig keiten. Das strömende Medium verlässt somit den Zyklon durch die übliche zentrale Aus trittsöffnung ebenfalls mit hoher Geschwin digkeit.
Da diese Energie zum grössten Teil nutzlos verloren geht, ist der Druckverlust bei den bekannten Zyklonen beträchtlich. Er begrenzt im. allgemeinen die Leistung oder den Wirkungsgrad, da man aus wirtschaft lichen Gründen den Druckverlust nicht über ein gewisses Mass steigern kann. Bei grossen Anlagen ist man deshalb gezwungen, an Stelle eines grossen Zyklons mehrere kleine Zyklone zu verwenden, was natürlich die An lage verteuert und kompliziert.
Wie wichtig das Problem der Verkleinerung des Druck verlustes -ist, geht daraus hervor, dass bei spielsweise bei 50 % Verringerung des Druck verlustes die Umfangsgeschwindigkeit und die Austrittsöffnung so weit vergrössert wer den können, dass die Leistung eines Zyklons gegenüber demjenigen mit dem grösseren Druckverlust auf etwa das Dreifache gestei gert werden kann, unter Innehaltung des gleichen Wirkungsgrades.
Es sind verschiedene Mittel bekannt ge worden, mit denen versucht wurde, die Aus trittsenergie zurückzugewinnen, zum Beispiel Einbauten im Austrittsrohr, konische Erwei terungen desselben oder Aufbau eines Spiral- gehäuses über dem Abscheideraum. Alle diese Mittel sind jedoch in ihrer Wirkung nicht befriedigend.
Der Zyklon gemäss der Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Austrittsöffnung aus dem Abscheideraum eine Umlenkfläche angeordnet ist, die das' austretende Medium radial nach aussen lenkt. wobei der Abstand der Umlenkfläehe von der die Austrittsöffnung aufweisenden Decke des Abscheideraumes weniger als ein Drittel des Durchmessers der Austrittsöffnung aus dem selben beträgt.
Durch den Einbau einer der artigen Umlenkfläche gegenüber der Aus trittsöffnung des Abscheideraumes kann, wie Versuche gezeigt haben, eine Verminderung des Druckverlustes von<B>5070</B> und mehr er reicht werden. Die Wirkung der LTmlenl@fläche beruht darauf, dass das strömende Medium unter Erhaltung der Rotation radial nach aussen umgelenkt wird, und auf diese Weise nach den Gesetzen des Potentialwirbels Ge schwindigkeit in Druck umgewandelt. werden kann.
Nach der Umlenkung verlässt das strö mende Medium den Zyklon auf übliche We ise. zum Beispiel durch ein angeschlossenes Rohr, ein Spiralgehäuse oder direkt ins Freie.
Die Bemessung der Distanz der Umlenk- fläche von der Decke des Abscheidera.umes ist deshalb von Wichtigkeit, da davon das Auftreten unerwünschter Strömungsablösun gen und Wirbel abhängt. Die Wirkung der Umlenkfläche ist um so grösser, je grösser deren Durchmesser ist. Bisher war es üblich, an der Austrittsöffnung des Abseheideraumes ein Eintauchrohr anzubringen.
Es hat sieh jedoch gezeigt, dass durch Verkürzung des Eintauchrohres die Wirkung der Umlenk- fläche verbessert wird; die besten Ergebnisse kann man, wie Versuche ergaben, mit einer einfachen Öffnung in der Decke des Ab scheideraumes, ohne E,intauchrohr, deren innere und äussere gante abgerundet sind, er reichen. Vorteilhafterweise erhält hierbei die Umlenkfläehe in der Mitte eine nabenähnliche Erhöhung zur besseren Führung der Strö mung, die teilweise in die Austrittsöffnung des Abscheideraumes hineinragt.
In der beigefügten Zeichnung ist der Er findungsgegenstand in verschiedenen Aus führungsbeispielen dargestellt, und zwar zei gen die Fig. 1-5 den Zyklon in fünf verschiede nen Ausführungen im Schnitt. Der Zyklon weist ein an sich bekanntes Gehäuse auf, bei welchem die Eintrittsöff nung mit 1 bezeichnet ist. ? ist die Austritts öffnung aus dem Zyklon, die je nach Zweck auch anders angeordnet sein kann.
Die U m lenkfläche 3b ist nach Fig. 1 an einer ebenen Platte. nach Fig. 2 und 3 an einer ebenen Platte mit einer zentralen, teilweise in die Austrittsöffnung 4 hineinragenden nabenför- migen Erhöhung 3a zur Führung der Gase vorgesehen.
Die Umlenkfläche 3b kann aber auch, wie in Fig. 4 dargestellt, kegelmantel- f8rmig sein oder nach Fig. 5 eine Umdre hungsfläche mit gewölbter Meridianlinie bil den; in beiden Fällen weist die Platte 3 die nabenförmige Erhöhung 3a auf. Die unter halb der Umlenkfläche 3b angeordnete Aus trittsöffnung 4 des Abseheideraumes 8 be findet sich in der Decke 5 des Abscheide raumes B.
Der Abstand der Umlenkfläche 3b von der Decke 5 des Abscheideraumes 8 be trägt in allen Fällen weniger als ein Drittel des Durchmessers der Austrittsöffnung 4 des Abscheideraumes B. Die Decke 5 ist. nach Fig. 1 in Form einer dünnen Zwischenwand, nach F'ig. 2 und 3 in Form einer dickeren Zwischenwand ausgebildet, welch letztere es ermöglicht, die innere und äussere Kante der Öffnung 4 abzurunden. Nach Fig. 4 besteht die Decke 5 aus einer entsprechend der Fläche 3b kegelmantelförmig gebogenen dün nen Wand, die zur Bildung der Austritts öffnung 4 abgerundet. ist.
Nach Fig. 5 ist die der Fläche 3b gegenüberliegende Fläche der Decke 5 gleich gebogen wie die Fläche 3b, und die Deckenwand setzt sich von der Off- nun- 4 weg mit dem Teil 6 bis zur Wand des Abscheideraumes fort. Die Decke ist somit hier doppel-,vandig.
Nach F'ig. 1 ist in bekannter Weise ein Eintauchrohr 7 vorgesehen.
Cyclone. The invention relates to a cyclone. As is known, the effect of Zy clones, as they are generally used for separating solid or liquid particles from gases or liquids, is based on the principle of separation by centrifugal force. Since the centrifugal force increases with the square of the circumferential speed and, conversely, decreases with increasing diameter, the endeavor to achieve a good effect, especially with large cyclones, leads to the application of high circumferential speeds. The flowing medium thus leaves the cyclone through the usual central outlet opening, also at high speed.
Since most of this energy is lost to no use, the pressure loss in the known cyclones is considerable. He limited im. generally the performance or the degree of efficiency, since for economic reasons the pressure loss cannot be increased beyond a certain level. In large systems you are therefore forced to use several small cyclones instead of a large cyclone, which of course makes the system more expensive and complicated.
How important the problem of reducing the pressure loss is, can be seen from the fact that, for example, with a 50% reduction in pressure loss, the peripheral speed and the outlet opening can be increased to such an extent that the performance of a cyclone increases compared to that with the greater pressure loss about threefold can be increased while maintaining the same level of efficiency.
Various means have become known with which attempts have been made to recover the energy from the outside, for example built-in components in the outlet pipe, conical expansions of the same or the construction of a spiral housing above the separation chamber. However, all of these agents are unsatisfactory in their effects.
The cyclone according to the invention is now characterized in that a deflection surface is arranged above the outlet opening from the separation space, which deflects the emerging medium radially outwards. wherein the distance of the deflection surface from the ceiling of the separation space having the outlet opening is less than a third of the diameter of the outlet opening from the same.
By installing one of the deflecting surfaces of this type opposite the outlet opening of the separation space, as tests have shown, a reduction in pressure loss of 5070 and more can be achieved. The effect of the surface is based on the fact that the flowing medium is deflected radially outwards while maintaining the rotation, and in this way converted speed into pressure according to the laws of the potential vortex. can be.
After the diversion, the flowing medium leaves the cyclone in the usual way. for example through a connected pipe, a spiral housing or directly into the open air.
The dimensioning of the distance between the deflection surface and the ceiling of the separator aume is important because the occurrence of undesired flow separations and eddies depends on it. The effect of the deflection surface is greater, the greater its diameter. Up to now it has been customary to attach an immersion tube to the outlet opening of the separation room.
However, it has been shown that shortening the immersion tube improves the effect of the deflection surface; As tests have shown, the best results can be achieved with a simple opening in the ceiling of the separation room, without an E, intauchrohr, the inner and outer edges of which are rounded. In this case, the deflecting surface is advantageously given a hub-like elevation in the middle for better guidance of the flow, which partially protrudes into the outlet opening of the separation space.
In the accompanying drawing, the subject of the invention is shown in various exemplary embodiments from, namely, FIGS. 1-5 show the cyclone in five different versions in section. The cyclone has a known housing, in which the inlet opening is denoted by 1. ? is the outlet opening from the cyclone, which can also be arranged differently depending on the purpose.
The U m steering surface 3b is shown in FIG. 1 on a flat plate. According to FIGS. 2 and 3, provided on a flat plate with a central, hub-shaped elevation 3a partially protruding into the outlet opening 4 for guiding the gases.
The deflecting surface 3b can, however, as shown in FIG. 4, be in the form of a conical surface or, as shown in FIG. 5, a revolving surface with a curved meridian line; in both cases the plate 3 has the hub-shaped elevation 3a. The under half of the deflecting surface 3b arranged from outlet opening 4 of the separation space 8 be found in the ceiling 5 of the separation space B.
The distance between the deflection surface 3b from the ceiling 5 of the separation space 8 be in all cases less than a third of the diameter of the outlet opening 4 of the separation space B. The ceiling 5 is. according to FIG. 1 in the form of a thin partition, according to FIG. 2 and 3 designed in the form of a thicker partition, the latter making it possible to round off the inner and outer edges of the opening 4. According to Fig. 4, the ceiling 5 consists of a corresponding to the surface 3b of a cone-shaped curved thin wall that is rounded to form the outlet opening 4. is.
According to FIG. 5, the surface of the ceiling 5 opposite the surface 3b is curved in the same way as the surface 3b, and the ceiling wall continues from the off-now 4 away with the part 6 to the wall of the separation space. The ceiling is therefore double-walled here.
According to Fig. 1, an immersion tube 7 is provided in a known manner.