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Die
Erfindung betrifft einen Fliehkraftabscheider mit einem Einlaufzylinder,
einem unterhalb des Einlaufzylinders angeordneten Kegel und einem von
oben in den Einlaufzylinder eingeführten Tauchrohr, wobei innerhalb
des Tauchrohres eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen der Innenseite
des Tauchrohres während
des Betriebes des Fliehkraftabscheiders angeordnet ist.
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Ein
gattungsgemäßer Fliehkraftabscheider ist
beispielsweise aus der
DE
1 863 855 U bekannt. Bei dem dort beschriebenen Fliehkraftabscheider
besteht die Reinigungseinrichtung aus einer wendelförmigen Schaberfläche, die
an einer zentralen Stange im Tauchrohr angeordnet ist. Ihre Fläche ist
dabei so breit zu halten, dass die Gasströmung durch ihren dynamischen
Druck ein ausreichendes Drehmoment überträgt.
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Derartige
Fliehkraftabscheider oder Zyklone dienen zur Absonderung von in
Gasen enthaltenen festen Partikeln. Diese entstehen beispielsweise
bei der Produktion von Holzwerkstoffen wie Spanplatten, MDF oder
OSB. Dabei werden größere Mengenströme an Holzpartikeln
und Holzstäuben
pneumatisch beispielsweise in Silos oder Bunker gefördert oder durch
eine dafür
vorgesehene geeignete Transportvorrichtung, beispielsweise ein Redler,
Transportband oder Kettenförderer,
entfernt werden. Bedingt durch diese Stoffströme sind hierzu auch große Volumenströme Luft
notwendig. Zur späteren
Trennung der Feststoffe, beispielsweise Holzbestandteile oder Staub,
von den Gasen, beispielsweise Luft, werden üblicherweise gattungsgemäße Fliehkraftabscheider verwendet.
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Das
Gas-Partikel-Gemisch wird in den Einlaufzylinder beispielsweise
tangential eingeblasen und so auf eine kreisförmige Bahn gebracht. Durch die
Verjüngung
des nach unten anschließenden
Kegels nimmt die Winkelgeschwindigkeit zu, sodass die festen Partikel
durch die Fliehkraft an die Kegelwände geschleudert werden. Von
dort rutschen sie der Schwerkraft folgend in den unterhalb des Kegels
angeordneten Bunker, in dem sie zwischengespeichert werden. Das
Gas selbst verlässt
den Kegel durch das von oben in den Einlaufzylinder eingeführte Tauchrohr.
Zur Drallrückgewinnung
können
am Tauchrohr Auslaufspiralen vorgesehen sein, die sich insbesondere
bei geringen Druckdifferenzen des Zyklons als sinnvoll erweisen.
Alternativ erfolgt der Gasaustritt durch eine sogenannte Austrittsschnecke.
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In
laufendem Betrieb sind diese Zyklone meist wartungsarm. Es kann
jedoch, insbesondere bei zum Anhaften neigenden Stäuben, zu
Ablagerungen, insbesondere zu Anhaftungen im Tauchrohr kommen. Dadurch
nimmt die Austrittsgeschwindigkeit des Gases ab, wodurch sich die
Ablagerungen im Tauchrohr noch verstärken. Das Tauchrohr wachst langsam
von innen zu. Wird ein bestimmter Volumenstrom, der durch das Tauchrohr
abgeführt
wird, unterschritten, reißt
die rotierende Strömung
ab und der Fliehkraftabscheider arbeitet nicht mehr. In diesem Fall
muss die angeschlossene Anlage abgestellt und der Fliehkraftabscheider
durch aufwändige
manuelle Reinigung wieder funktionstüchtig gemacht werden. Dies
ist kosten- und zeitintensiv.
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Daher
ist innerhalb des Tauchrohres eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen
der Innenseite des Tauchrohres während
des Betriebes des Fliehkraftabscheiders angeordnet. Zudem ist unterhalb des
Kegels ein Bunker angeordnet, in dem die festen Partikel zwischengespeichert
werden.
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Dadurch,
dass während
des Betriebs des Fliehkraftabscheiders die Innenseite des Tauchrohres
gereinigt werden kann, können
eventuell entstehende anhaftende Ablagerungen im Tauchrohr während des
Betriebs entfernt werden. Dadurch ist es nicht mehr nötig, den
Fliehkraftabscheider und die daran angeschlossene Anlage abzuschalten,
wodurch die Standzeit und die Verfügbarkeit der Anlage deutlich
verlängert
und damit die Produktionskosten verringert werden.
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Bei
der in der
DE 1 863
855 U beschriebenen Reinigungseinrichtung eines Fliehkraftabscheiders wird
die Reinigungseinrichtung durch das von der Gasströmung übertragene
Drehmoment in Rotation versetzt. Die Größe dieses Drehmomentes und
damit die Drehgeschwindigkeit der Reinigungseinrichtung hängen dabei
neben der Geschwindigkeit des Gasstromes hauptsächlich von der Fläche der
Schaberfläche
ab. Nachteilig ist daher, dass keine Möglichkeit besteht, die Rotationsgeschwindigkeit
der Schaberfläche
zu beeinflussen, sobald die Reinigungseinrichtung in den Fliehkraftabscheider
eingebaut wurde. Zudem kommt es durch die relativ große Fläche der Reinigungseinrichtung
zu einer relativ starken Beeinflussung des Gasstromes innerhalb
des Fliehkraftabscheiders.
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Aus
der
DE 71 33 369 U ist
eine Vorrichtung zum Entleeren von schwer fließfähigen Schüttgütern aus Speicher- und Durchlaufbehältern bekannt.
Dabei wird am radial äußeren Ende
eines drehbar gelagerten Kragarmes ein Seil oder eine Kette angeordnet.
Wird der Kragarm in Rotation versetzt, schabt die Kette oder das
Seil an der Innenwand des Speicherbehälters entlang und löst so dort
festsitzende Schüttgüter. Da
sich die Druckschrift jedoch nicht mit Fliehkraftabscheidern sondern
mit Speicher- und Durchlaufbehältern
befasst, muss der Kragarm über einen
Elektromotor in Rotation versetzt werden. Die dafür notwendigen
Antriebseinrichtungen sind umfangreich und kostspielig und benötigen zusätzlich relativ
viel Platz und Energie.
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Aus
der
DE 198 22 183
A1 ist ein Fliehkraftabscheider ohne Reinigungseinrichtung
bekannt, bei dem die Gase durch eine Turbine, die im oberen Teil des
Fliehkraftabscheiders angeordnet ist, beschleunigt werden, um so
das Abscheiderergebnis zu verbessern. Diese Turbine ist für Geschwindigkeiten
bis 200.000 Umdrehungen pro Minute ausgelegt. Insbesondere bei diesen
hohen Rotationsgeschwindigkeiten kann es dadurch, dass die rotierende
Reinigungseinrichtung zu einer Unwucht führt, zu Beschädigungen
des Fliehkraftabscheiders kommen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Fliehkraftabscheider
so zu verbessern, dass auch bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten
und Drehzahlen eine Beschädigung
des Fliehkraftabscheiders sicher vermieden wird.
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Die
Aufgabe wird mit einem Fliehkraftabscheider mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Reinigungseinrichtung einen Dreharm, der an einem Ende drehbar
um eine Drehachse gelagert ist, die mit einer Symmetrieachse des
Tauchrohres zusammenfällt und
ein am anderen Ende des Dreharms angeordnetes Reinigungselement.
Zudem ist über
die vorzugsweise aus zwei Wälzlagern
bestehende Lagerung des Dreharms die Rotationsgeschwindigkeit des Dreharms
um die Drehachse einstellbar. Auf diese Weise ist gewährleistet,
dass die auf das Reinigungselement wirkenden Fliehkräfte nach
oben begrenzt sind, wodurch Beschädigungen des Tauchrohres durch
zu große
auf das Tauchrohr wirkende Kräfte vermieden
werden. Vorzugsweise ist die Rotationsgeschwindigkeit des Dreharmes
um die Drehachse durch eine externe Bremse oder ein Getriebe einstellbar.
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Das
Tauchrohr hat in aller Regel einen kreisförmigen Querschnitt. Der Dreharm
wird so gelagert, dass die Drehachse, um die er drehbar ist, mit
der Symmetrieachse des Tauchrohres zusammenfällt. Die Länge des Dreharms ist beispielsweise
an dem Radius des Tauchrohres oder der oberen Kammer oder Austrittsschnecke
angepasst.
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Am
in Bezug auf die Drehachse radial äußeren Ende des Dreharms ist
ein Reinigungselement angeordnet. Wird im Betrieb des Fliehkraftabscheiders
der Dreharm gedreht, entfernt das Reinigungselement an der Innenseite
des Tauchrohres anhaftende Ablagerungen. Diese fallen nach unten
durch den Kegel des Fliehkraftabscheiders und werden mit den anderen
Partikeln, die dem Gas-Partikel-Gemisch entzogen wurden, im Bunker
oder einem Silo gesammelt oder durch eine dafür vorgesehene Transportvorrichtung,
beispielsweise einen Redler, Transportband oder Kettenförderer,
entfernt.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Länge des
Reinigungselementes entspricht vorzugsweise der Länge des
Tauchrohres. So ist gewährleistet,
dass über
die gesamte Länge
des Tauchrohres anhaftende Ablagerungen entfernt werden und ein
genügender
Durchfluss des Gases sichergestellt werden kann.
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Vorzugsweise
ist das Reinigungselement als eine Metallkette ausgebildet. Wird
der Dreharm im Betrieb des Fliehkraftabscheiders in Rotation versetzt,
wirkt auf die Kette die Fliehkraft, sodass sie bezogen auf die Rotationsachse
radial nach außen
gedrückt
wird. Somit kommt sie über
die gesamte Länge
des Tauchrohres in Kontakt mit der Innenwand. Dabei werden an der
Innenwand des Tauchrohres anhaftende Ablagerungen über die
gesamte Länge des
Tauchrohres sicher entfernt. Das Reinigungselement ist beispielsweise
auch als Seil, Stab oder eine Stange aus Metall oder Kunststoff
ausgebildet.
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Vorzugsweise
ist der Dreharm durch im Betrieb des Fliehkraftabscheiders auftretende
Luftströme
drehbar. In diesem Fall ist kein zusätzlicher Antrieb für die Reinigungseinrichtung
nötig,
sodass zudem Energie und Betriebskosten gespart werden. Das Gas-Partikel-Gemisch
wird so in den Einlaufzylinder eingeleitet, dass es im Fliehkraftabscheider
rotiert. Diese Rotation des Gases setzt sich auch im Tauchrohr fort,
in dem das Gas nach oben abgesaugt wird. Durch die Rotation der
Luft im Tauchrohr oder in der oberen Kammer oder der Austrittsschrecke
wird auch die Reinigungseinrichtung in die zur Reinigung notwendige
Rotation versetzt.
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Besonders
vorteilhaft ist zwischen dem Bunker und dem Kegel ein Apexkegel
angeordnet. Damit wird vermieden, dass der im Fliehkraftabscheider entstehende
Wirbel bereits im Bunker befindliche Partikel wieder herausreißt. Durch
den entlang der Symmetrieachse des Fliehkraftabscheiders befindlichen
Apexkegel verbleibt lediglich ein ringförmiger Schlitz zwischen dem
Kegel und dem Apexkegel, durch den die Partikel in den Bunker oder
das Silo gelangen oder durch eine dafür vorgesehene Transportvorrichtung,
beispielsweise einen Redler, ein Transportband oder einen Kettenförderer,
entfernt werden können.
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Dadurch,
dass anhaftende Ablagerungen im Tauchrohr durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Fliehkraftabscheiders wirksam verhindert werden, kommt es nur
noch sehr selten zu Wartungs- und Reinigungsstillständen in
diesen Anlagen. Eine Verstopfung des Tauchrohres findet nicht mehr
statt. Auf diese Weise sind die Standzeiten der Anlagen deutlich
verlängert
und die Wartungs- und Betriebskosten verringert.
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Mit
Hilfe einer Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert.
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Die
Figur zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheider.
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Ein
Gas-Partikel-Gemisch wird durch einen Schlitzeinlauf 2 in
einen Einlaufzylinder 4 eingeleitet. Durch diese Art der
Einleitung kommt es im Einlaufzylinder 4 zu einer Rotationsbewegung
des Gas-Partikel-Gemisches. Unterhalb des Einlaufzylinders 4 ist ein
Kegel 6 angeordnet. Das Gas-Partikel-Gemisch gelangt, der
Schwerkraft folgend, weiter nach unten und erreicht so den Kegel 6.
Durch den sich nach unten verjüngenden
Querschnitt des Kegels 6 und die konstante Geschwindigkeit
des Gas-Partikel-Gemischs
in Umfangsrichtung nehmen die auf die Partikel im Gas-Partikel-Gemisch wirkenden
Fliehkräfte stetig
zu. Die Partikel werden folglich an die Kegelwand geschleudert und
dabei in spiralförmigen
Bahnen entlang des Kegels 6 nach unten in einen Bunker 8 befördert. In
anderen Ausführungsbeispielen
können
die Partikel in ein Silo befördert
oder durch eine Transportvorrichtung, wie einen Redler, ein Transportband
oder einen Kettenförderer,
entfernt werden.
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Das
von den Partikeln, beispielsweise Holzpartikel und/oder -stäube, gereinigte
Gas, beispielsweise Luft, verlässt
den Fliehkraftabscheider durch ein Tauchrohr 10.
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Da
die auf die Partikel im Gas-Partikel-Gemisch wirkenden Fliehkräfte von
der Masse der Partikel abhängig
sind, werden kleine Partikel, wie beispielsweise Stäube, dem
Gas-Partikel-Gemisch schlechter entzogen als größere Partikel, beispielsweise
Späne.
Daher sind in der Luft, die den Fliehkraftabscheider durch das Tauchrohr 10 verlässt, noch
feine Stäube
enthalten. Insbesondere wenn es sich dabei um haftende Stäube handelt,
setzen sich diese an einer Innenwand des Tauchrohrs 12 ab.
Dadurch verringern sie den zum Transport der Luft zur Verfügung stehenden
Querschnitt des Tauchrohrs 10 und beeinträchtigen
so die Funktion des Fliehkraftabscheiders.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist in der oberen Kammer oder der Austrittsschnecke 20 eine Reinigungseinrichtung
angeordnet. Aber auch am oberen Ende des Tauchrohres 10 kann
durch Verlängerung
der Achse die Reinigungseinrichtung montiert werden. Diese besteht
aus einem Dreharm 14 und einem Reinigungselement 16,
das im gezeigten Ausführungsbeispiel
als Metallkette ausgebildet ist.
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Der
Dreharm 14 ist an einem Ende um eine Symmetrieachse A des
Tauchrohres 10 drehbar gelagert. Dafür sind zwei koaxial angeordnete
Wälzlager 18a, 18b vorgesehen,
die sich außerhalb
des Tauchrohres 10 befinden. Die Länge des Dreharms 14 ist
im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel etwas länger gewählt als
der Radius R des Tauchrohres 10, da sich der Dreharm 14 in
der oberen Kammer oder der Austrittsschnecke 20 befindet.
Das Reinigungselement 16 ist am radial äußeren Ende des Dreharms 14 angebracht.
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Beim
Betrieb des Fliehkraftabscheiders wird durch die spezielle Art der
Einleitung des Gas-Partikel-Gemisches durch den Schlitzeinlauf 2 das
Gas in Rotation um die Symmetrieachse A gebracht. Diese Rotation
hält auch
im Tauchrohr 10 an. Durch diese Rotation oder die Rotation
in der oberen Kammer oder der Austrittsschnecke 20 wird
die Reinigungseinrichtung mit dem Dreharm 14 und dem Reinigungselement 16 in
Rotation versetzt. Über
das Lager 18 kann die maximal mögliche Rotationsgeschwindigkeit
des Dreharms 14 begrenzt werden. So ist gewährleistet,
dass die vom Reinigungselement 16 auf das Tauchrohr 10 wirkende
Fliehkraft einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet und es nicht zu
Beschädigungen
des Tauchrohrs 10 kommen kann.
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Auf
diese Weise ist gewährleistet,
dass sich an der Innenwand 12 des Tauchrohres 10 keine
größeren haftenden
Ablagerungen bilden können,
die zur Verstopfung und Funktionsuntüchtigkeit des Fliehkraftabscheiders
führen
können
und manuell entfernt werden müssen.
Auf diese Weise sind die Standzeiten des Fliehkraftabscheiders deutlich
verlängert
worden.
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- A
- Symmetrieachse
- R
- Radius
- 2
- Schlitzeinlauf
- 4
- Einlaufzylinder
- 6
- Kegel
- 8
- Bunker
- 10
- Tauchrohr
- 12
- Innenwand
des Tauchrohres
- 14
- Dreharm
- 16
- Reinigungselement
- 18
- Lager
- 18a
- Wälzlager
- 18b
- Wälzlager
- 20
- obere
Kammer/Austrittsschnecke