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Filtervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur
Abscheidung von festen oder flüssigen Partikeln aus einem strömenden Medium, die
aus einem Strömungskanal mit quer zur Strömungsrichtung angeordneten Durchtrittspalten
besteht, durch die die Strömung um eine Kante des Spaltes nach außen umgelenkt wird.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art strömt bei gasförmigem
Trägermedium der Gasstrahl, nachdem er um die Kante des Spaltes umgelenkt ist, an
der Außenseite des Kanals frei aus.
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Hierbei geht die kinetische Energie durch Verwirbelung vollständig
verloren. Da der Umlenkungswinkel des Gasstrahles höchstens 900 beträgt, ist die
Abscheidewirkung entsprechend gering. Durch die fast rechtwinklige Anströmung der
den Umlenkkanten gegenüberliegenden Begrenzungsflächen der Spalte besteht die Gefahr,
daß an einzelnen Spalten eine starke Erosium auftritt, so daß diese Spalten sich
vergrößern, wodurch die Abscheideleistung sich verschlechtert und der Durchströmwiderstank
sinkt.
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An den noch unversehrten Spalten herrscht nicht mehr die erforderliche
Strömungsgeschwindigkeit und die Abscheidewirkung nimmt auch hier ab.
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Bei einem in Strdmungsrichtung kegelförmigen, sich verengenden Strömungskanal
fällt das abgeschiedene Gut im Innern des Strömungskanals immer wieder auf die Begrenzungsflächen
der nächstunteren Durchtrittspalte und gerät damit erneut in eine Trennungszone,
wodurch der Gesamtabscheidegrad der Vorrichtung wesentlich verschlechtert wird.
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Es wurde nun gefunden, daß diese Ubelstände behoben sind, wenn der
Strömungskanal erfindungsgemäß aus sich dachziegelartig mit Abstand Uberlappenden
Wandteilen gebildet ist, die an ihren Überlappungsstellen Ringspaltdusen bilden.
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Hierdurch wird erreicht, daß die durch die Überlappungen gebildeten
Ringspaltdüsen Führungen fUr die um fast 1800 um scharfe Kanten umgelenkten Teilströme
des Mediums darstellen. Da sich die durch die Umlenkung an den Innenkanten der Ringspaltdüsen
eingeschntlrten Teil ströme noch innerhalb der als Ringspaltdüsen ausgebildeten
Führungen wieder ausbreiten und verlangsamen, geht die kinetische Energie des strömenden
Mediums nur zum kleineren Teil durch Verwirbelung verloren, während der andere größere
Teil der kinetischen Energie zur Steigerung des statischen Druckes auf der Abströmseite
dient. Dadurch wird der Druckverlust des Abscheiders bedeutend herabgesetzt.
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Der Strömungskanal besteht erfindungsgemäß aus einem Satz gleichgroßer,
kegelstumpfförmiger Ringe, die konzentrisch mit Abstand ineinander angeordnet sind.
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Die gleichbleibenden und daher billig herzustellenden Ringelemente
können durch Vervielfachung und einfache Veränderung der Spaltweiten für jede geforderte
GrenzkorngröBe des abzuscheidenden Produktes jeder Durchsatzmenge und jedem zulässigen
Druckverlust angepaßt werden, wobei der Ringdurchmesser des Abscheiders außerdem
noch entsprechend dem Rohrleitungsdurchmesser an der späteren Einbaustelle gewählt
werden kann.
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In Abwandlung der Ausführungsform besteht der Strömungskanal erfindungsgemäß
aus einem um die Längsachse wendelförmig gebogenen bandartigen Gebilde, dessen sich
mit Abstand Uberdeckende Ränder die Ringspaltdusen bilden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Ringspalt-Abscheider zur
Abscheidung von Feststoff-Partikeln aus einem Gas.
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In Fig. 2 und 3 sind Längsschnitte durch einzelne Ringelemente dargestellt.
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Fig. 4 zeigt die Ausftihrungsform eines Strömungskanals aus einem
wendelförmig gebogenen t3and.
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Fig. 5 und 6 veranschaulichen Längsschnitte durch einen Tropfenabscheider.
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Nach Fig. 1 tritt das Trägergas zusammen mit dem abzuscheidenden Produkt
von oben in den senkrecht stehenden Abscheider bei 1 ein. Während das Gas um die
Unterkanten der einzelnen Ringelemente 2 herum durch die zwischen diesen gebildeten
Ringkanäle 3 in den äußeren Sammelraum 4 strömt, reichert sich der Feststoff im
Innern des Abscheiders an
und wird von einer Teilmenge des Gases,
die Je nach der ursprünglichen Feststoffbeladung 5 - 30 ffi der gesamten Gasmenge
beträgt, durch die Leitung 5 in einen kleinen Nebenzyklon 6 gefördert und dort abgeschieden.
Das gereinigte Teilstrom-Gas wird aus dem Nebenzyklon 6 Uber die Leitung 7 wieder
in den im Sammelraum 4 geführten Hauptstrom eingespeist, der den Abscheider durch
den Stutzen 8 verläßt. Der Zyklon 6 ist dabei so ausgelegt, daß der Teilstrom den
gleichen Druckverlust erleidet wie der Hauptstrom beim Durchströmen der Ringspalte
3.
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Man erzielt durch diese Maßnahme auch bei Belastungsschwankungen ein
stets gleich bleibendes Verhältnis von Teilstrom zu Hauptstrom.
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Durch einen angenähert paraboloidrörmigen Verdrängungskörper 9 kann
man erreichen, daß im Innern des Abscheiders in allen Querschnitten an den Ringspalten
eine ungefähr gleiche Anströmgeschwindigkeit herrscht. Die einzelnen Ringelemente
2 werden durch mehrere längs des Umfanges verteilte Haltestangen 10 zentriert und
getragen, wobei sich durch entsprechende Wahl der Distanzstücke 11 (Fig. 2) die
Breite des Ringspaltes 3 genau einstellen und gegebenenfalls leicht verändert läßt.
Wenn die Breite des Ringspaltes nicht variiert zu werden braucht, genügt ex, die
beiden äußeren Ringelemente gegeneinander zu verspannen und die Distanz zwischen
den einzelnen Ringen mit Hilfe von mehreren kleinen Abstandhaltern 12 auf den Ringflllchen
(Fig. 3) herzustellen.
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Wie Fig.4 zeigt, kann man einen Strömungskanal mit Ringspaltdüsen
auch in der Weise herstellen, daß man ein Band 13 um eine Längsachse wendelförmig
biegt, wobei die Kanten 14 und 15 des Bandes sich mit Abstand Uberdeckn und dabei
die Ringspaltdüsen bilden.
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Die Breite des Ringspaltes wird mittels Abstandhaltern 16 festgelegt
und eingestellt. Das bandartige wendelförmig gebogene Gebilde 13 wird durch mehrere
auf den Umfang verteilte Stangen 20 zentriert und gehalten.
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Bei einem Feststoff, der zum Ansetzen neigt, kann man die Wandteile
aus flexiblem Material herstellen. Durch die vom Luftstrom erzeugten Schwingungen
oder durch zusätzliche mechanische Erschütterungen werden die Produkt-Ansätze zum
Abfallen gebracht.
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Beim Ringspaltabsoheider zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen
(Fig 5 und 6) werden die abgetrennten FlUssigkeitsteilchen durch jeweils unterhalb
des Ringspaltes 3 angeordnete Fangrinnen 17 aufgefangen, die - wie Fig. 6 beispielsweise
zeigt - durch Umbördeln der unteren Ringränder gebildet sind. Über Ablaufleitungen
18 wird die Flüssigkeit in den zentralen Verdrängungskörper 9 geleitet und fließt
über die Sammelleitung 19 ab.
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Ein für die Abscheidung von Feststoff mit einer Grenzkorngröße von
f = 10>5/um für eine Durchsatzmenge von V = 40 000 m3 Gas bei einem Druckverlust
von p = 120 mm WS ausgelegter Ringspaltabscheider nahm einschließlich des zusätzlichen
Zyklons nur 10 % des Raumes ein wie ein Doppelzyklon des Optimal typs nach W. Barth
für die gleichen Betriebsbedingungen.