DE2945951A1 - Verfahren und einrichtung zum stoftrennen mittels fliehkraft - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zum Stofftrennen mittels Fliehkraft
• Stand der Technik Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 entsprechend dem Hauptpatent !.. (Patentanmeldung P 28 32 097. 0) Beim Hauptpatent wird der Strom des mit suspendierten Partikeln beladenen Mediums vor der Wirbelscheidung in einen ersten und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt, wobei der erste mit überwiegend feinen Partikeln beladene Teilstrom unter Beibehaltung des Krümmungssinns dem Wirbel zugeführt wird, aus dessen Zentralbereich die Absaugung des gereinigten Mediums durch zwei spiegelbildlich und koaxial eingeführte Tauchrohre erfolgt, und der zweite Teilstrom als Umlaufströmung derart um die WirbeLkammer herumgeführt, daß er durch den ankommenden, gekrümmt umgelenkten Strom zusätzlich angetrieben wird, während suspendierte Partikel durch in den Begrenzungswänden des Umlaufkanals und /oder der Wirbelkammer angeordnete Öffnungen ausgetragen werden. Hierbei wird der Umlaufkanal durch ein bogenförmiges Teil gebildet, das radial gesehen mit etwagieichbleibendem Abstand zum Gehäuse angeordnet ist. Eine offensichtlich äquivalente Lösung besteht darin, daß das bogenförmige Teil unter Beibehaltung aller weiteren Merkmale weggelassen ist. Hierdurch entfällt zwar die Aufteilung in zwei Teilströme, was jedoch im Hinblik auf den Abscheidemechanismus von geringer Bedeutung ist, da die Teilströme nach Passieren des bogenförmigen Teiles wieder zusammenfließen. Bei dieser Lösung wird der gesamte am tangentialen Eintritt z4gefthrte Volumenstrom des beladenen Mediums durch die beiden Tauchrohre abgesaugt und werden die Feinabstrnnzonen von den feinsten Partikeln zu schnell durchlaufen.
• Hierdurch werden die feinsten Partikel mit nur relativ geringer Trennleistung abgeschieden.Weiterhin ergibt sich bei dieser Lösung infolge des mit der Strömungsgeschwindigkeit progressiv ansteigenden Widerstandes ein relativ hoher Druckverlust, was einem erhöhten Energiebedarf entspricht.
• Aufgabe Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Art und eine Einrichtung zu dessen Durchführung derart zu verbessern, daß feinste Partikel mit höherer Trennleistung bei geringerem Energiebedarf abgeschieden werden.
• Vorteile Mit der Maßnahme nach der Erfidnung wird eine Senkung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Feinabtrennzonen erreicht, wodurch die Verweilzeit feinster Partikel innerhalb dieser Zonen verlängert wird.
• Weiterhin wird durch die Erfindung an den Austragsöffnungen eine Transportströmung geschaffen, die die Austragung feinster Partikel aus der Wirbelkammer erleichtert. Infolge der Herabsetzung der innerhalb der Wirbelkammer auftretenden Höc hstgeschwindigk eiten ergibt sich trotz der erfindungsgemäß vorgesehenen Absaugung insgesamt bei gleichem Durchsatz ein geringerer Energiebedarf.
• Darstellung der Erfindung Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigen Fig. 1 eine Einrichtung bekannter Art zum Stofftrennen mittels Fliehkraft.
• Fig. 2 eine Einrichtung nach der Erfindung Fig. 3 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 2 und Fig. 4 die Einzelheit IV aus Fig. 2 Fig. 1 zeigt eine Einrichtung bekannter Art nach dem Hauptpatent zum Stofftrennen mittels Fliehkraft mit einer Wirbelkammer, bestehend aus einem tangentialen Einlauf 12, einer mantelförmigen Wand 2, zwei kreisförmigen Böden 15 und zwei spiegelbildlich und koaxial in den Zentralbereich der Wirbelkammer hineinragenden Tauchrohren 8. Der Mantel 2 ist mittels des Einlaufs 12 fest mit dem Gehäuse 16 verbunden. Die Tauchrohre 8 und die Böden 15 sind derart angeordnet, daß zwischen der Wand 2 und den Böden jeweils ein Spalt 5 von konstanter Breite entsteht. Bei Einleitung eines mit suspendierten Partikeln beladenen Mediums 17 in den Einlauf 12 entsteht innerhalb der Wirbelkammer ein durch die Stromlinien 18 dargestellter Wirbel 19. Außer dem Wirbel 19 entstehen die beiden spiegelbildlichen sekundären Schichtströmungen 22, deren jeweiliger Ursprung sich in der Symmetrieebene der Wirbelkammer auf der Innenseite der Wand 2 befindet. Die jeweilige Meridionalkomponente dieser Strömungen ist von hier aus axial nach außen gerichtet. Kurz vor Erreichen der Böden 15 ändert sich die Richtung der Meridionalkomponente und zeigt nun radial nach innen. Kurz vor Erreichen der Wurzeln der Tauchrohre ändern die genannten Komponenten wiederum Ihre Richtungen und zeigen nun axial nach innen. Beim Eintritt der Schichtströmungen in die Mündungen der Tauchrohre 8 kehren sich die axialen Strömungskomponenten wieder um. Dieser Meridionalbewegung der Schichtströmungen ist eine Drehbewegung überlagert. Hierdurch erhalten die Schichtströmungen einen spiral- bzw. schraubenförmigen Verlauf. Bei dieser Einrichtung geschieht der Transport des zu reinigenden bzw. des gereinigten Mediums ausschließlich innerhalb dieser wandnahen Schichtströmungen. Der Wirbel 19 besteht aus in sich geschlossenen kreisförmigen Stromlinien und erstreckt sich auf das nicht von den Schichtströmungen durchströmte gestrichelt eingegrenzte Gebiet. Mitgeführte grobere Partikel sammeln sich auf der Innenseite der Wand 2 und werden von den Schichtströmungen auf schraubenförmigen Bahnen axial nach außen bewegt. Beim Passieren der Spalte 5 durch die Schichtströmungen werden die Partikel infolge der hier wirkenden Fliehkräfte durch die Spalte 5 ausgetragen und in einem Bunker 7 gesammelt. Die Abtrennung der feinen Partikel erfolgt innerhalb der schraubenförmigen Schichtströmungen auf den Außenseiten der Tauchrohre 8. Feine Partikel, die in diese Feinabtrennzone gelangen, wandern innerhalb der Schichtströmung bei gleichzeitiger Axialbewegung zu den Tauchrohrmündungen hin, radial gesehen, immer weiter nach außen bis sie von dem Wirbel 19 erfaßt werden. Dieser befördert die Teilchen anschließend ohne axiale Strömungskomponente wieder in die Nähe der Wand 2. Hierdurch können diese Partikeln nicht in die Tauchrohrmündungen eintreten, so daß nur gereinigtes Medium die Wirbelkammer durch die Tauchrohre 8 verläßt. Es hat sich nun gezeigt, daß sehr feine Partikeln mit dieser Einrichtung nicht abgetrennt werden können. Dies beruht darauf, daß diese Partikeln von der Senkenströmung der Tauchrohre erfaßt werden, noch bevor sie in den Wirbel 19 eingetreten sind.
• Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zum Stofftrennen mittels Fliehkraft nach der Erfindung. In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 2 dargestellt. Außer den aus Fig. 1 bekannten Elementen weist diese Einrichtung zwei Partikelsammelräume 20, die in tangentiale Absaugleitungen 21 einmünden, auf. Durch eine nicht dargestellte Absaugeinrichtung wird nun ein Teil 24 des Mediums durch die Austragsöffnungen 5 abgesaugt. Damit wird der durch die Tauchrohre 8 austretende Volumenstrom 23 verkleinert. Dies bewirkt eine Verringerung der Axialgeschwindigkeit innerhalb des auf der Außenseite der Tauchrohre 8 befindlichen Teiles der Schichtströmung 22. Hierdurch ergibt sich ein kleinerer Abstand der einzelnen Stromlinien-Windungen. Für die feinen Patikeln, die von dieser Strömung mitgemlirt werden, ergibt sich somit eine längere Verweilzeit innerhalb der Feinabtrennzone, wodurch die Fliehkraft entsprechend länger z. B. auf eine Partikel 25 einwirken kann.
• Fig. 4 zeigt die Einzelheit IV aus Fig .2 mit der Partikel 25. An dieser Partikel greifen im wesentlichen eine Zentrifugalkraft 26 und eine Schleppkraft 27 an. Die Bewegung der Partikel 25 wird bestimmt durch die Resultierende 28. Bei feinsten Partikeln wird nun beobachtet, daß die sfrömungsbedingten Schleppkrfifte 27 die massenbedingten Zentrifugaikräfte 26 fiberwiegen. Dadurch besteht die Gefahr, daß feine Partikel leicht in den Volusnstrom 23 eintreten. Durch die Erfindung wird nun die Wirkung der sCMepp kraft 27 gegenüber der Zentrifugalkraft 26 verringert. Hierdurch wird ein größerer Anteil feinster Teilchen durch den Wirbel 19 erfaßt, bevor diese in den Sogbereich der Tauchrohre 8 gelangen. Es hat sich nun gezeigt, daß die erwünschte Wirkung eintritt, wenn nur ein relativ kleiner Anteil 24 des Mediums abgesaugt wird. Die weitere Behandlung des abgesauten Anteils 24 richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall. Es ist möglich, das im weiteren Prozeß wieder abgetrennte Medium dem Eintritt 12 zuzuführen.
• Der Schutzumfang der Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt, sondern er erstreckt sich auch auf alle Ausführungen, die sich in Verbindung mit dem Hauptpatent ergeben.

Claims (2)

1. Verfahren und Einrichtung zum Stofftrennen mittels Fliehkraft Patentansprüche 1 Verfahren zum Abscheiden des spezifisch schwereren 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 Wirbelscheidung mit einem in einer Wirbelkammer drehenden Wirbel und zentraler Absaugung des spezifisch leichteren Anteils erfogt und unter Beibehaltung des Krümmungssinns dem Wirbel zugeführt wird, aus dessen Zentralbereich die Absaugung des gereinigten Mediums durch zwei spiegelbildlich und koaxial angeordnete Tauchrohre erfolgt, wobei suspendierte Partikel durch in den Begrenzungswänden der Wirbelkammer angeordnete Öffnungen in einen mit der Wirbelkammer in Verbindung stehenden Staubbunker ausgetragen werden nach Hauptpatent (Patentanmeldung 28 32 097. 0), dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß durch die in den Staubbunker führenden Öffnungen (5, 6, 14) ein Teil des Mediums abgesaugt wird.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Wirbelkammer in die ein Eintrittskanal tangential einmündet und deren axiale Begrenzungswände in einen Staubbunker führende Austragsöffnungen aufweisen, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Austragsöffnungen (5, 6, 14) in mindestens einen Partikelsammelraum (20) führen, an den mindestens eine in einen separaten Staubbunker führende Absaugleitung (21) angeschlossen ist.