DE1058976B - Zyklonabscheider fuer Druckluftverdichter und Dampfmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Zyklon zum Abscheiden von Öl und anderen Verunreinigungen bei Druckluftverdichtern und Dampfmaschinen mit tangential und abwärts geneigt in den Wirbelraum des Behälters mündendem, in diesem der Behälterinnenwand entlang fortgesetztem Gaseintrittskanal, der oben geschlossen, unten offen ist und bis nahe an den Boden reicht, einem zentralen Gasaustrittsrohr und einer unteren Öffnung als Austritt für die Verunreinigungen.

Solche bekannten Zyklone weisen eine derartige Führung des in den Zyklon eintretenden Gases auf, daß dieses sich bereits beim ersten oder spätestens nach dem ersten Umlauf von der äußeren Behälterwand in das Innere des Zyklons hinein entfernt. In manchen Anwendungsfällen bedeutet dies einen erhebliehen Mangel, weil dadurch eine Beeinflussung der Temperatur des in den Zyklon einströmenden Gases durch die Wandung des Zyklons hindurch kaum noch möglich ist.

Wenn sich z. B. in einer durch einen Druckluftverdichter geförderten Luft von nur wenig über 100° C Temperatur zugleich Öl- und Wasserdämpfe befinden und aus dieser Luft zunächst das Öl mittels des Zyklons ausgeschieden werden soll, läuft man ohne zusätzliche Aufheizung der Luft Gefahr, daß mit dem Öl auch bereits kondensiertes Wasser aus dem Zyklon abgeführt und eine unmittelbare Wiederverwendung des Öles — etwa zu Schmierzwecken — ausgeschlossen wird. Da die bisher üblichen Zyklone sich für eine solche Beheizung der Luft nicht eignen, muß man ihnen besondere Heizvorrichtungen vorschalten. In anderen praktischen Fällen ·— z. B. beim anschließenden Ausfällen des Wasseranteiles aus der geförderten Druckluft — kann es aber auch erwünscht sein, das durch den Zyklon geförderte Gas zur Einsparung eines besonderen vorgeschalteten Kühlers durch den Zyklon hindurch abzukühlen, wozu sich die bekannten vorgenannten Zyklone ebenfalls nicht eignen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Mängel zu beheben und einen Zyklon zu schaffen, der trotz einer einwandfreien Funktion und insbesondere trotz einer stoßfreien Einführung des Gases eine einfache wirkungsvolle Temperaturbeeinfiussung auch desjenigen Gases zuläßt, das im Zyklon bereits eine volle oder mehr als eine Kreisbewegung durchgeführt hat.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Gaseintrittskanal des eingangs genannten Zyklons sich nur über einen Bruchteil des ganzen Umfangs erstreckt und im Verhältnis zum Halbmesser des Behälters schmal ist, so daß die Wirbelkammer in ihrer ganzen Höhe zum Teil von der Innenwand des Behälters, zum Teil von der Wand des Gaseintrittskanals gebildet wird.

Zyklonabscheider für Druckluftverdichter und Dampfmaschinen

Anmelder:

Schweizerische

Lokomotiv- und Maschinenfabrik,
Winterthur (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Infolge der genannten Anordnung des Gaseintrittskanals kommen die im Zyklon kreisenden Gasmengen bei jedem kreisenden Umlauf erneut unmittelbar mit der Außenwand des Zyklons in Berührung, wodurch sie durch diese Wandung hindurch leicht gekühlt oder erhitzt werden können. Dabei unterstützt die erfindungsgemäße schmale Ausbildung des Gaseintrittskanals nicht nur die vorgenannte Temperaturbeeinflussung, sondern zugleich auch die günstige stoßfreie Drallströmung der in den Zyklon einströmenden und darin weiterströmenden Gase.

Ausgestaltungen der Erfindung betreffen konstruktive Einzelheiten der Ausbildung und Anordnung des Gaseintrittskanals.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 den Apparat im Längs-Mittelschnitt,

Fig. 2 im Querschnitt nach der Schnittlinie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 in einem Querschnitt nach der Schnittlinie IH-III der Fig. 1.

Die zu reinigenden Gase treten durch den Eintrittsstutzen 1 in den Apparat ein. Der Querschnitt des Stutzens verändert und vermindert sich allmählich, indem er in der Strömungsrichtung zwar höher, aber bedeutend schmäler wird (kleinste Breite = a). Der Gasstrom tritt so als schmale, in tangentialer Richtung des Behälters einströmende Wand, deren Breite etwa ein Fünfzehntel des Innenhalbmessers des Behälters beträgt, mit erhöhter Geschwindigkeit in den Behälter 2 ein. In dessen Innerem wird er dann auf einem Teil des Umfanges, dessen Länge mehr als ein Viertel, jedoch weniger als die Hälfte des Gesamt-

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Claims (4)

umfanges des Behälters 2 beträgt, durch den schmalen Kanal 3 weitergeleitet, der durch die Behälterinnenwand 4, das gekrümmte, den Gaseintrittskanal nach innen begrenzende Leitblech 5 und die schraubenlinienförmig nach abwärts geneigte obere Abschlußwand 6 gebildet wird. Das Leitblech 5 reicht bis in die Nähe des Bodens 14., und der Kanal 13 ist dort offen. Diese Führung des Gasstromes bewirkt, daß die in ihm enthaltenen Beimengungen sehr nahe an die Zykloneninnenwand geführt und bis auf sehr kleine Korn- und Tropfengrößen gegen diese ausgeschleudert werden. Dabei bilden die einmal an der Behälterinnenwand 4 haftenden Tropfen dort eine zusammenhängende Flüssigkeitsschicht, aus der durch Störwirbel kaum mehr Flüssigkeitsteilcheii nach innen abgesaugt werden können. Da der schmale Kanal 3 auf seiner unteren Seite 11 offen ist, wird dem Luftstrom nach dem Verlassen des Eintrittsstutzens, d. h. von der engsten Stelle 7 weg, volle Freiheit gelassen, sich nach seinen Eigengesetzen weiterzuentwickeln. Nach Maßgabe der an den Führungswänden auftretenden Strömungswiderstände wird sich die Geschwindigkeit allmählich etwas vermindern und das Strahlennetz eine fächerförmige Gestalt annehmen, etwa wie durch die Pfeile 8 dargestellt. Beim Verlassen des Leitkanals bei 9 hat sich also bereits eine ausgesprochene, nach unten gerichtete Vertikalkomponente des Primärluftstromes gebildet. Sie trägt dazu bei, die an die Behälterinnenwand 4 ausgeschleuderte Flüssigkeitsschicht rasch nach unten zu bringen und hier größtenteils durch die AbscheideöfFnung 12 austreten zu lassen. Bei der weiteren Wirbelung der in die Wirbelkammer eingetretenen Gase werden die Wirbel durch das Leitblech 5 keineswegs gestört, denn dieses lenkt die Wirbel zufolge seines kleinen Abstandes von der B ehälter innenwand 4 nur sehr wenig von der reinen Kreisbahn ab. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Leitblech 5 eintrittsseitig unterhalb der Gaseintrittsöffnung 7 taschenartig mit dem Zyklonmantel verbunden, so daß hier keine Wirbel in den Kanal 3 von hinten eintreten und den Strömungsverlauf in ihm stören können. Die Verbindungsstelle 10 verläuft annähernd lotrecht. Als weitere Begünstigung des Ausscheidegrades hat sich ferner erwiesen, die untere Begrenzungskante 11 des Leitbleches 5 in einer senkrecht oder wenigstens annälernd senkrecht zur Zyklonachse stehenden Ebene anzuordnen. Eine nahe am Behälterboden 14 angebrachte Platte 13 dient dazu, die aufsteigenden Wirbel auf möglichst großem Durchmesser emporsteigen zu lassen und zu verhindern, daß Querstörwirbel bereits nach dem Behälterboden 14 gelangte Flüssigkeit wieder aufreißen können. Damit ferner der unmittelbar unterhalb des Ausströmrohres 15 liegende zentrale Wirbelraum möglichst gemieden wird, ist ein Hut 16 vorgesehen, der die aufsteigenden Gaswirbel veranlaßt, hier einen bestimmten Minimaldurchmesser nicht zu unterschreiten. Der beschriebene Zyklon eignet sich infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung des Leitbleches 5 auch vorzüglich zur Aufheizung oder Abkühlung des durch ihn geführten Gases unmittelbar durch die Wandungen des Zyklons hindurch, weil das im Zyklon kreisende Gas auch nach seinem ersten Umlauf immer wieder mit großen Teilen der Behälterinnenwand 4 in direkte Berührung gelangt. Dadurch kann in vielen Fällen die Vorschaltung einer besonderen Kühl- oder Heizvorrichtung eingespart werden, die nicht nur den Aufwand erhöhen, sondern auch den Wirkungsgrad der Gasförderung beeinträchtigen würde. PATIiNTANSPBX-CHE:

1. Zyklon zum Abscheiden von Öl und anderen Verunreinigungen bei Druckluftverdichtern und Dampfmaschinen mit tangential und abwärts geneigt in den Wirbelraum des Behälters mündendem, in diesem der Behälterinnenwand entlang fortgesetztem Gaseintrittskanal, der oben geschlossen, unten offen ist und bis nahe an den Boden reicht, einem zentralen Gasaustrittsrohr und einer unteren Öffnung als Austritt für die Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseintrittskanal (3) sich nur über einen Bruchteil des ganzen Umfangs erstreckt und im Verhältnis zum Halbmesser des Behälters (2) schmal ist, so daß die Wirbelkammer in ihrer ganzen Höhe zum Teil von der Innenwand (4) des Behälters, zum Teil von der Wand (Leitblech 5) des Gaseintrittskanals (3) gebildet wird.

2. Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Gaseintrittskanals (3) etwa ein Fünfzehntel des Innenhalbmessers des Behälters (2) beträgt.

3. Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseintrittskanal (3) sich im Inneren des Behälters (2) über einen Anteil des Behälterumfanges erstreckt, der mehr als ein Viertel und weniger als die Hälfte des Gesamtumfanges beträgt.

4. Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere schmale Abschlußwand (6) des Gaseintrittskanals (3) nach abwärts geneigt verläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 38 366;
österreichische Patentschrift Nr. 32 647.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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