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Verfahren und Vorrichtung zur Staubabscheidung Die Erfindung befasst
sich mit der Abscheidung von suspendierten Staubteilchen od. dgl.. Im einzelnen
betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von in einem Trägermedium,
z.3..Luft oder einer Flüssigkeit,.suspendierten Staubteilchen od. dgl. unter Einwirkung
einer Zentrifugalkraft auf die Teilchen. Die Erfindung kann in folgedessen in all
den Fällen Anwendung finden, wo ein ähnlich gelagertes Problem auftritt, beispielsweise
bei Verbrennungsmotoren.
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Insbesondere wenn es sich um Teilchen handelt, die in einem Strom
eines angesaugten Strömungsmittels suspendiert sind, welches einen Verbrennungsmotor
speist, erzeugen die Veränderungen in der Belastung des Motors Änderungen im Unterdruck,
der in der Ansaugleitung herrscht. Diese Veränderungen können auf die Suspension
derartigen Einfluss haben, dass Staubteilchen od. dgl. in das angesaugte Strömungsmittel
zurückgegeben werden.
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Die Erfindung befasst sich nun damit, die Staubteilchen od.
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dgl. indem sie in an sich bekannter Weise einer Zentrifugalkraft unterworfen
werden, in einem Behälter zu sammeln, wo sie vor einer neuen Abgabe in die Suspension
infolge von Veränderungen des Druckes des umgebenden Mediums geschützt sind.
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Unter Berücksichtigung dieses Zieles ist erfindungsgemäss in dem Bereich,
auf den zu die Staubteilchen od. dgl. unter der Wirkung der Zentrifugalkraft normalerweise
geschleudert werden, ein Hilfs- oder Zusatzbehälter vorgesehen, in welchem ein Druck
herrscht, der oberhalb des in der Zufuhrleitung herrschenden Druckes liegt, vorzugsweise
ein Druck, der dem Atmosphärendruck gleicht oder höher ist.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird bevorzugt ein Gerät eingesetzt,
das sich dadurch auszeichnet, dass der Behälter
als zylindrische,
ringförmige, oberseitig offene Ummantelung ausgebildet ist, deren Aussenwand vorzugsweise
von der Zuführleitung für angesaugte Luft oder einer Erweiternng dieser Zuführleitung
ausgebildet ist, und deren Innenwand das Ansaugrohr oder eine Erweiterung dieses
Rohres bildet.
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Der Überdruck, der gemäss der Erfindung in dem Behälter herrschen
muss, kann an sich auf jede geeignete Weise erzeugt werden. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung dient jedoch zur Erzeugung des Überdruckes in dem
Behälter ein Rotor, welcher Kompressionsflügel trägt, die sich zwischen den konzentrischen
Wänden des Behälters in dessen oberem Teil drehen.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, die Drehung
des Rotors durch den Ansaug-Luftstrom hervorzurufen, wobei#zweckmässig der Rotor
Treibflügel trägt, welche im Ansaug-Luftstrom liegen. Dabei ergibt sich ein besonders
günstiger Aufbau, wenn die Kompressionsflügel Verlängerungen der Antriebsflügel
sind.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand
der Zeichnung.
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Es zeigen: Figur 1 in einem Achsialschnitt ein Gerät zur erfindungsgemässen
Staubabscheidung, wobei der Deckel abgenommen ist; Figur 2 perspektivisch den Rotor
bzw. das-Lüfterrad; Figur 3 eine Seitenansicht des mit dem Deckel verschlossenen
Gerätes und Figur 4 perspektivisch und von innen den Deckel.
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Der in Figur 1 gezeigte Staubabschoider weist einen zylindrischen
Körper 1 auf, der oberseitig mittels des Deckels 2 verschliessbar ist. Im unteren
Teil des Mantels 1 tritt ein Ansaugrohr 3 ein, durch das das zu reinigende Strömungsmittel
in Richtung des Pfeiles 4, beispielsweise von einem Motor, angesaugt wird. Innerhalb
des Mantels 1 befindet sich ein zweiter Mantel 5, der an seiner Unterseite geschlossen
und ebenfalls oben offen ist. Dieser Mantel 5 kann gleichsam als Erweiterung des
Ansaugrohres 3 angesehen werden. Die beiden Mäntel 1, 5 sind über Bolzen, beispielsweise
die Schrauben 6, verbunden. In ihrem Inneren befindet sich ein kreuzförmiger Träger
7, von dem in Figur 1 nur zwei Arme sichtbar sind.
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Die vier Arme des Trägers 7 stützen ein Lager 8, das nur sehr~schematisch
angedeutet ist, da seine Ausbildung nicht-Gegenstand der Erfindung ist. Es sei nur
erwähnt, dass dieses Lager vorteilhafterweise ein Kugellager ist.
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In dem Lager 8 dreht sich die Welle 9 eines Rotors bzw. Lüfterrades,
welches insgesamt mit 10 bezeichnet#ist. Dieses Lüfterrad trägt eine bestimmte Anzahl
von Flügeln (beim dargestellten Ausführungsbeispiel sieben), wobeijeder Flügelaus
zwei in geeigneter Weise gebogenen Teilen besteht. Der erste Teil 12 bildet dabei
einen Treibflügel, während der zweite Teil 13 einen Kompressionsflügel darstellt.
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Wenn man berücksichtigt, dass der Lufteintritt im oberen, offenen
Bereich des Mantels 1 erfolgt, so wird den Flügeln 12 eine derartige Neigung gegeben,
dass sie, wenn der Ansaug-Luftstrom über sie streicht, wen Rotor 19 in Drehung versetzen.
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Die Flügel 13 sind ebenfalls passend gebogen und haben solche Abmessungen,
dass sie in den Ringraum zwischen den Mänteln 1 und 5 eindringen. Sie sind ausserdem
so ausgebildets dass eine Normale auf ihre Druckfläche von der Bewegungsseite aus
nach unten gerichtet' piste
Figur 1 lässt erkennen, dass die Eindringtiefe
des Schaftes 9 des Rotors 10 in dem Lager 8 (über nicht gezeigte Stifte) derart
eingestellt ist, dass die Schaufeln 13 nahezu vollständig zwischen die Wände der
beiden Mäntel 1, 5 eindringen, wobei so wenig wie möglich Raum zwischen der Jeweiligen
Schaufel und den beiden Wänden, zwischen denen sie sich dreht, gelassen ist. Es
ist allerdings dafür gesorgt, dass die Drehbewegung nicht durch Reiben aufgrund
zu starken Spiels od. dgl. beeinträchtigt werden kann.
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Der abnehmbare Deckel 2 hat die Form einer Glocke, welche einen Flansch
15 und den eigentlichen Deckel 16 umfasst, Der eigentliche Deckel 16 kann in seiner
Mitte eine Öffnung 17 aufweisen, die mittels einer Scheibe aus Glimmer oder irgendeinem
anderen transparenten Material verschlossen sein kann, welches es gestattet, das
Innere des Abscheiders zu beobachten.
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Aus der zylindrischen Wand des Flansches 15 sind Zungen 18 ausgeschnitten
und zwar in einem Schnitt, welcher drei Seiten eines Rechteckes erfasst. Dies ermöglicht
es, die Jeweilige Zunge unter Abbiegen um die vierte, nicht abgeschnittene Seite
um einen kleinen Winkel nach innen zu drücken.
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Die Zungen 18 dienen als Lenkfläehen für das die Öffnungen durchsetzenede
Strömungsmittel. Es ist möglich, das Dieder
durch eine Scheibe,
beispielsweise die Scheibe 19, zu verschliessen, die einen bestimmten Zweck haben
kann, sei es um den Öffnungswinkel der Zungen aufrechtzuerhalten, sei es um als
Ablenkfläche zu dienen, mit dem Zweck, eine Ablenkung der Strömung in einer Richtung
parallel zur Symmetrieachse des Systems zu vermindern.
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Das oben beschriebene Gerät arbeitet wie folgt: Wie bereits aus der
vorstehenden Beschreibung hervorgeht, dringt die in Richtung des Pfeiles 4 angesaugte
Luft ins Innere des Separators durch die Öffnungen des Deckels ein, wobei diesem
Luftstrom die Zungen 18 und gegebenenfalls Platten 19 eine Drehrichtung aufprägen.
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#Infolgedessen werden die suspendierten Teilchen einer Zentrifugalkraft
ausgesetzt, die mit dem Eintritt in das Gerät das Bestreben hat, die Teilchen in
Richtung auf den Umfang des Gerätes zu schleudern. Ais Folge davon haben die Teilchen
das Bestreben, sich in dem ringförmigen Zwischenraum 20 zwischen den beiden Mantelwänderi
1 und 5 abzusetzen.
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Bei Durchströmen des Rotors bzw. Lüfterrades wird der Luftstrom diesem
eine Drehbewegung vermitteln, indem er an den Flügeln 12 vorbeistreift, die derart
geformt sind, dass sie von der Strömung in einer Richtung überstrichen werden,
die,
wenn schon nicht senkrecht auf die Flügeloberfläche, so doch wenigstens unter einem
möglichst grossen Winkel zur Mittelebene des jeweiligen Flügels auftrifft.
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Während der Drehung des Rotors bzw. der Luftschraube 10 üben die Flügel
13 eine Druckwirkung aus, die den Druck in dem Ringraum 20 zwischen den beiden Mänteln
1 und 5 erhöht.
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In den Figuren 1 und 3 sind zwei Anschlüsse 21, 22 dargestellt, die
während der Einregelung des Gerätes zur Messung der Drücke an den Punkten verwendet
wurden, an denen die Anschlüsse 21 bzw. 22 abgehen, d.h. in dem Rohr 3 und dem Mantel
1.
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Um genauere Werte anzugeben, kann festgestellt werden, dass ein durchaus
befriedigendes Arbeiten mit einem Unterdruck von 12 bis 15 cm Wassersäule bei 21
und einem Druck von 2 bis 3 cm bei 22 erreicht wurde.
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Auf jeden Fall wäre es möglich und zweckmässig, den Anschluss 22 an
dem Gerät zu lassen, durch den dauernd eine gewisse Menge von Strömungsmittel austreten
wird, welches die Staubteilchen mit sich führt, die sich am Boden der ringförmigen
Ausnehmung 20 zwischen den beiden Mänteln'1 und 5 abgesetzt haben.