DE2160415C3 - Verfahren zum Abscheiden des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Partikeln beladenen Mediums mittels Fliehkraft - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß der Strom vor der Wirbelscheidung in zwei Teiiströme aufgeteilt wird, von denen der eine, mit den spezifisch

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Män-

leichteren Partikeln beladcne Teilstrom unter Bei- 15 gel der vorgenannten Einrichtungen zu beseitigen und

behakung des Krummungssinns dem stehenden Wirbel zugeführt und der andere Teilstrom an dem stehenden Wirbel vorbei weitergeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstiömung in mehrere parallel nebeneinander verlaufende Teilströmungen verzweigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die erste Wirbelschei-

ein Verfahren zu entwickeln, das mittels eines verlustarmen Hochgeschwindigkeitswirbels die Abscheidung auch kleinster Partikeln bis herab zur Größenordnung eines Mymeters erlaubt. Erfindungsgemäl! wird dies dadurch erreicht, daß der Strom vor der Wirbelscheidung in zwei Teilsiröme aufgeteilt wird, von denen der eine, mit den spezifisch leichteren Partikeln beladene Teilstrom unter Beibehaltung des Krummungssinns dem stehenden Wirbel zugeführt und der andere Teilstrom

den.

4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Strom zwischen den einzelnen Wirbelscheidungen wellenförmig geführt wird.

dung weitere Wirbelscheidungen durchgeführt wer- 25 an dem stehenden Wirbel vorbei weitergeführt wird.

Dabei wird ein Teil der in den Wirbel eingetretenen Partikeln durch die dort wirkende Fliehkraft wieder in den am Wirbel vorbeigeleiteten Teüstrom zurückgeführt. Die gekrjmmte Strömung umschließt das Wirbelgehäuse annähernd konzentrisch, so caß die Strö-

mung im Hinblick auf den sich drehenden Wirbel tangential zu- und abströmt. Infolge der Absaugung im Zentrum der Wirbelkammer wird der Strom vor der

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wirbelabstheidung in zwei Teilströme aufgeteilt, von Abscheiden des spezifisch leichteren Anteils aus einem 35 denen der eine mit den spezifisch leichteren Partikeln Strom eines mit suspendierten Partikeln beladenen Me- beladene Teilstrom dem stehenden Wirbel zugeführt diums mittels Fliehkraft, bei dem der Strom zunächst und der andere Teilstrom an dem stehenden Wirbel gekrümmt umgelenkt wird und anschließend m unmit- vorbeigeführt v-ird. Auf diese Weise wird ein selbststatelbaren Kontakt zum inneren Krümmungsbereich eine bilisierendes und weitgehend sekundärströmungsfreies Wirbelabscheidung mit einem stehenden Wirbel und 40 Fliehkraftfeld mit hoher Fliehkraftwirkung geschaffen, zentraler Absaugung des spezifisch leichteren Anteils Die mitreißende Wirkung der Hauptströmung stellt zugleich einen natürlichen, ungestörten Antrieb für das Fliehkraftfeld dar. Gegenüber den bekannten Fliehkraftabscheidern werden die Strömungsgeschwindig-45 keit und die Stromlinienkrümmung im Fliehkraftfeld erhöht, ohne für diese Leistungssteigerung eine vergleichsweise größere Antriebsenergie aufwenden zu müssen. Die im Strömungsmedium suspendierten, zu trennenden und/oder abzuscheidenden Stoffteilchen rere Anteile des strömenden Mediums in den Wirbel 5° oder Partikeln gelangen peripher und demzufolge weileintreten, wodurch es nicht gelingen kann, möglichst gehend gleichmäßig über einen langen Krümmungsweg viele der spezifisch leichteren Anteile des Mediums im
Wirbel abzusaugen.

Weiterhin ist aus den US-PS 5 35 099 und 4 30 444

bekannt, den Strom eines mit suspendierten Partikeln 55 pension von Stoffteilchen in dem zu reinigenden oder beladenen Mediums durch einen gekrümmten Kanal zu zu bearbeitenden Medium wird von der zentrifugieren leiten, in welchem ebenfalls eine Abscheidung mittels
Fliehkraft erfolgt. Der so von den spezifisch schwereren Partikeln befreite Siromanteil gelangt auf der Innenseite am Ende der Kiummung in einen zylindrischen Raum, aus dem er austreten kann. Ein zentrales
Absaugen aus dem zylindrischen Raum ist nicht vorgesehen, so daß sich hier auch ein stehender Wirbel nicht
ausbilden kann. Eine Fliehkraftabscheidung erfolgt also
im wesentlichen nur im Bereich des etwa halbkreisförmigen Umlenkens des Medienstroms.

Das eingangs beschriebene, nach der US-PS 67 840 bekannte Verfahren ist ähnlich den häufig

erfolgt. Dieses aus der US-PS 27 67 840 bekannte Verfahren hat jedoch verschiedene Nachteile. Zum einen ist das hier verwendete Strömungsgehäuse für günstige Antriebsbedingungen eines stehenden Wirbels unge eignet. Zum anderen geht der gekrümmte Strömungsverlauf des Beschickungsrohres nicht unter Beibehaltung seines Krümmungssinns in den Wirbel über. Letzteres hat zur Folge, daß vorwiegend spezifisch schwe-

verteil' in den Wirbel. Das ergibt bei einem verhältnismäßig geringen Energiebedarf eine große Abscheideieistung. Die ursprünglich gleichmäßig verteilte Susden Wirkung in Strömungszonen mit stärkeren und schwächeren Stoffkonzentrationen aufgeteilt. Dabei entstehen in dem ein Fliehkraftfeld darstellenden stehenden Wirbel mit den zu trennenden und/oder abzuscheidenden Stoffen angereicherte und von diesen freie Zonen. Die mit den Stoffen angereicherten Zonen befinden sich an der Peripherie des Fliehkraftfeldes, die zu trennenden oder abzuscheidenden Stoffe werden aus diesen Zonen axial ausgetragen. Im Wirbelkern entstehen von den suspendierten Stoffen freie Zonen, aus denen das gereinigte oder bearbeitete Medium abgesaugt wird.

Weiterbildungen zur Verbesserung der Wirksamkeit des Verfahrens nach der Erfindung können d:irin bestehen, daß die Hauptströmung in mehrere, parallel nebeneinander verlaufende Teilströmungen verzweigt wird, daß im Anschluß an die erste Wirbelscheidung ^ weitere Wirbeischeidungen durchgeführt werden, und/oder daß der Strom zwischen den einzelnen Wirbelabscheidungen wellenförmig geführt wird.

Mit diesen Maßnahmen Vann das erfindungsgemäße Verfahren den jeweiligen Anforderungen und Betriebs- \<-, Verhältnissen angepaßt werden.

Die Erfindung ist an Hand der folgenden Zeichnu^gsbeschreibung näher erläutert. Es /eigt

A b b. I den Längsschnitt eines gekrümmten .Strömungskanals mit einer an dessen konkaver Seite befindlichen Wirbelzone mit einer stumpfen Anströmkante.

A b b. 2 das Strömungsverhalten eines einen gekrümmten Strömungskanal durchströmenden, zu reinigenden oder /u bearbeitenden, gasförmigen oder flüssigen Mediums.

A b b. 3 den Längsschnitt eines gekrümmten Strömungskanals mit einer im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Wirbelzone und einer scharfen Anströmkante. 2 .S

A b b. 4 eine Ausführungsform mit wellenlinienformig gestalteten Strörnungskanälen,

A b b. 5 einen Haupiströmungskanal mit mehreren nebeneinander angeordneten, welienlinienförmigen Teilströmungskanälen. i-<

Die A b b. I veranschaulicht einen gekrümmten Siromungskanal 5. der an seiner konkaven Seite mit einer Abströmkanie 6, einer an dies.; sich anschließenden, in die konkave Krümmung des Strömungskanals ragenden, im Querschnitt etwa viereckigen Wirbel/one 7 und einer zwischen dieser und dem Strömungskanal befindlichen stumpfen Abströmkante 8 ausgestattet ist Beruhend auf dem Prinzip zum Bilden eines stehenden Wirbels wird /um Trennen und/oder Abscheiden von in einem gasförmigen oder flüssigen Medium suspendierten Stoffen das zu reinigende oder zu bearbeitende Medium im Strömungskanal 5 in der Pfeilrichtung c in eine gekrümmte Hauptstromung geleilet und an deren konkaver Seite an der Abströmkante 6 vorbeigeführt. Dabei wird ein über die gesamte Breite des strömenden Mediums reichender stehender Wirbel erzeugt, der mit einem Teil seines äußeren Bereichs an der Haupistronuing anliegt bzw. in diese übergeht. i^:.in Teil des strömenden Mediums wird also in einen in der Wirbelzone 7 sich bildenden, über die gesamte Breite des strömen 5'--den Mediums reichenden stehenden Wirbel 9 geleitet, in dessen Wirbelkern 10 eine Absaugeinrichtung angeordnet ist. Der andere Teil des strömenden Mediums wird von der Anströmkante 8 — ohne in die Wirbeizone 7 einzutreten — unmittelbar in der Pfeilnchiung d im Strömungskanal zu einer oder mehreren im Stromungskanal 5 nachgeschalteten, nicht gezeichneten Wirbelzonen weitergeführt. Im Wsrbel 9 bildet sich ein Wirbelkern, durch den ein Teii des gereinigten oder bearbeiteten strömenden Mediums axial ausgetragen wird. Die abzusondernden Stoffteilchen oder Partikeln befinden sich in mit diesen angereicherten Zonen des Wirbels und werden ebenfalls axial aus der Wirbelzone

7 ausgetragen.

Das Austragen der abzusondernden Sioffieilchen oder Partikeln und das Abführen des gereinigten oder behandelten Mediums ist in der A b b. 2 ersichtlich. Ein gekrümmter .Strömungskanal 15 ist an seiner konkaven Seile mit einer scharfen Abströnikante 16, einer an diese sich anschließenden, in die konkave Krümmung des Stroinungskanals ragenden, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Wirbelzone 17 und einer zwischen dies*.¹'· und dem .Strömungskanal befindlichen scharfen Anströmkante 18 ausgestattet.

Das zu reinigende oder zu behandelnde, gasförmige oder flussige Medium wird in eine gekrümmte Hauptstromung 19 geleitet und erzeugt an deren konkaver Seite an der Abströmkante 16 vorbeiströmend einen über die gesamte Breite des strömenden Mediums reichenden stehenden Wirbel 20. der mit einem Teil seines äußeren Bereichs an der Hauptstromung 19 anliegt bzw. in diese übergeht. Die an der Peripherie des Wirbels 20 sich ansammelnden, zu trennenden oder abzuscheidenden Stoffieilchen oder Partikeln verlassen die Wirbeizone axial durch untere rechteckige Austriusöffnungen 21, 22, während der im Wirbelkern befindliche, von den zu trennenden oder abzuscheidenden Stoffen befreite Toil des strömenden Mediums die Wirbeizone ebenfalls axial in den Pfeilrichtungen /durch Austrittsleitungen 23 verläßt. Der Strömungskanal 15 ist gleichfalls mit rechteckigen Austritisöffnungen 24 ausgestattet, durch die aus der Hauptströmung abzuscheidende Stoffieilchen oder Partikeln austreten können

Die Λ b b. 3 läßt erkennen, daß nur ein Teil der auszuscheidenden oder zu trennenden Sioffteilcher oder Partikeln aus der gekrümmten Hauptströmiing in die Wirbelzone 31 vordringt und da von einem Wirbel i2 erfaßt und aufgenommen wird. F.in Teil der llaupisiromung 33. die um die Absangnienge vermindert worden ist, strömt in der Pfeilrichtung g an der Wirbelzone 31 vorbei und gelangt als Teilstrom 34 zu einer weiteren oder mehreren nachgeschalteten Wirbelzonen. Das Austreten des von den zu trennenden oder abzuscheidenden Stoffen befreiten Teils des strömenden Mediums aus der Wirbelzone 29 bzw 31 ist mit Pfeilen h angedeutet.

Das Verfahren zum Trennen und/oder Abscheiden von in einem gasförmigen oder flüssigen Medium suspendienen Stoffen mittels Fliehkraft kann so gestaltet werden, daß die Hauptströmung auf mehrere Wirbelzonen aufgeteil! wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise- der Sirömungskanal, wie es die A b b. 4 /eigt. wellenlinienförmig gestaltet sein und an seinen konkaven Seiten Abströmkanten mit je einer diesen zugeordneten Wirbelzone und Anströmkante aufweisen. Nach der A b b. 4 ist ein wellenlinienförmig gestalteter Strömungskanal 49 an seinen konkaven Seiten mit Abströmkanten 50, 51 und je einer diesen zugeordneten Wirbelzoncn 52 bzw. 53 sowie Anströmkanten 54, 55 ausgestattet.

Die A b b. 5 zeigt einen Hauptströmungskanal 81, der in mehrere nebeneinander angeordnete wellenlinienförmige Teilströmungskanäle 82, 83. 84 mit an deren konkaven Seiten befindlichen Abströmkanten, Wirbelzonen und Anströmkanten verzweigt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

verwendeten Zyklonen b/w. den in diesen ablaufenden Verfahren Eine Kombination dieses Verfahrens mit demjenigen nach den US-PS 5 35 099 und 4 30 444 würde eine Verbesserung bzw. Weiterentwicklung eines Zyklons bedeuten. Eine derartige Vereinigung bekannter Verfahren hat jedoch offensichtlich nicht nahe gelegen, da sich die Fachwelt über Jahrzehnte hinweg auf die Entwicklung anderer Einrichtungen wie Gewebefilter. Naßfilter und Elektrofilter konzentrierte. Insbeson- dung mit einem stehenden Wirbel und zentraler Ab- io dere deutet nichts aus dem bekannten Stand der Techsaugung des spezifisch leichteren Anteils erfolgt. nik darauf hin. daß es sinnvoll sein konnte, einen stehenden Wirbel mit einem vorteilhaft gekrümmten Strömungsverlauf zu kombinieren. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abscheiden des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Partikeln beladenen Mediums mittels Fliehkraft. bei dem der Strom zunächst gekrümmt umgelenkt wird und anschließend im unmittelbaren Kontakt zum inneren Krümmungsbereich eine Wirbelsrhei-