DE965010C

DE965010C - Vorrichtung zum Abscheiden von Staub durch Fliehkraftwirkung mittels einer umlaufenden Trommel und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE965010C
Application number: DE1948P0019451
Authority: DE
Inventors: Werner Sauermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-24
Filing date: 1948-10-24
Publication date: 1957-05-29

Description

Vorrichtung zum Abscheiden von Staub durch Fliehkraftwirkung mittels einer umlaufenden Trommel und Verfahren zu deren Betrieb Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Staub mittels einer umlaufenden Trommel, auf deren Innenwandung der Staub durch Fl,iehkraftrvirkullgniedlergeschlagenwird. Das Neue besteht darin, daß die umlaufende Trommelwandung spiralförmig ausgebildet ist und das staubhaltige Gas in Umfangsrichtung an der Wandung entlang strömt. Der Umlauf der Trommel kann dabei im Sinn der Spiralwindung oder entgegengesetzt erfolgen. Die Drehung kann zeitweise verlangsamt oder abgeschaltet werden, um den niedergeschlagenen Staub zu entfernen, wobei es zweckmäßig ist, den Gasstrom abzustellen. Die Trommel kann auch abwechselnd im einen und im andern Sinn umlaufen, wobei zweckmäßigerweise das eine Mal eine Verbindungsklappe zwischen einem Innen- und einem Außenraum des Gehäuses geöffnet wird. Um hierbei ununterbrochen arbeiten zu können, werden mehrere Trommeln angeordnet, die parallel geschaltet sind und von denen immer eine nach der andern entstaubt wird. Der Antrieb kann dabei von einem gemeinsamen Motor aus über ausrückbare Kupplungen erfolgen.
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dar und zeigt in Abb. I eine 5 taubfangtrommel im Querschnitt, Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Abb. I, Abb. 3 bis 6 ein anderes Ausführungsbeispiel, wobei Abb. 3 eine Seitenansicht, Abb. 4 die Vorderansicht in Richtung IV der Abb. 3 und die Abb. 5 und 6 Schnitte nach den Linien V-V bzw.
VI-VI in Abb. 3 darstellen.
Auf der im Spiralgehäuse IO (Abb. I) gelagerten Welle II sind mittels der Armkreuze 12 die beiden spiralförmig gewundenen Blechmäntel I3 zwischen den Stirnwänden 14 so ineinander angeordnet, daß sie eine Trommel mit einem um die Welle II herum frei gelassenen Mittelkanal k und zwei nach dem Außenumfang hin verlaufenden Sp iralkanälen r und s bilden. Eine durdigehende Mittelwand 15 teilt die ganze Trommel in zwei Kammern. Die ganze Länge der Trommel ist etwa gleich ihrem Außendurchmesser, jede Kammer also etwa so lang wie der größte Radius der Spiralmäntel. Im Mittelkanal k sind Schraubenrippen I6 vorgesehen, die sich an die Spiralmäntel anlegen.
Zwei im Gehäuse 10 befindliche Innenwände I7 schließen einen die Trommel enthaltenden Innenraum von dem Außenraum ab, mit welchem die Gasleitung 18 mittels zweier Mündungen nahe den Gehäusestirnwänden in Verbindung steht. Eine Leitung 19 ist tangential an den spiralförmigen Gehäusemantel angeschlossen. In den Leitungen I8 und 19 sind nicht gezeichnete Gasfördermittel vorgesehen.
Der Spiralmantel des Gehäuses Io und die Blechwände der Trommel sind im gleichen Sinn gewunden. Die Schraubenrippen I6 sind in beiden Trommelkammern gegenläufig gewunden, und zwar so, daß sie beim Umlauf der Trommel im Sinn der Spiralwindung (s. Pfeilrichtungx in Abb. I) das dem Mittelkanalk zugeschöpfte Gut von der Mittelwand 15 hinweg nach den offenen Stirnwänden leiten.
Zwischen den Innenwänden I7 ist die VerbindungskIappe 20 des Gehäuseinnenraumes auf zwei Bolzen 21 derart angeordnet, daß sie in hier nicht veranschaulichter Weise während des Betriebes jederzeit entfernt werden kann, so daß dann Innen-und Außenraum unmittelbar miteinander in Verbindung kommen. Letzterer läuft nach unten in die durch die Klappe 22 verschließbare Ableitung 23 aus.
Die Vorrichtung kann in verschiedener Weise betrieben werden. Wird das zu behandelnde Gas durch die Leitung 19 eingeblasen oder durch die Leitung 28 abgesaugt, so setzt es die Trommel turbinenartig in Richtung des Pfeiles y (Abb. I) in Umlauf. Bei genügend hoher Drehzahl schlägt die Fliehkraft den im Gase enthaltenen Staub auf den Innenseiten der Blechmäntel I3 nieder. Wird nach Absetzen einer gewissen Staubschicht der Trommelumlauf unter Abstellen des Gasstromes verlangsamt, so gleitet der durch sein Eigengewicht oder durch Beklopfen der Trommel mittels einer hier nicht dargestellten Vorrichtung bekannter Art sich ablösende Staubkuchen nach außen, um aus der Trommel bei fortgenommener Verbindungsklappe 20 in den Außenraum des Gehäuses 10 zu fallen und dann bei geöffneter Klappe 22 durch die Ableitung 23 weggeführt zu werden. Die Rippen I6 mögen hierbei fehlen, weil sie keine Wirkung ausüben, sondern nur den axialen Gasaustritt durch die Mittelkanäle k hemmend beeinflussen könnten.
Der Trommel kann die benötigte Drehzahl auch durch Antrieb der Welle II in Pfeilrichtung y erteilt werden. Dabei muß jedoch das Gas durch die Leitung 19 mit genügender Kraft eingeführt werden, um die entgegengerichtete Gebläsewirkung der Trommel zu überwinden. Der Antrieb kann auch in der Weise erfolgen, daß man die Trommel während des Staubabsetzens und während der Staubabführung bei abgestelltem Gasstrom im entgegengesetzten Sinn umlaufen läßt, wie durch den Pfeil x in Abb. I angedeutet ist. Dies hat den Vorteil, daß während des Ilindurchleitens des Gases keine Gebläsewirkung auftritt, also auch kein unnötiger Kraftaufwand zu ihrer Überwindung erforderlich ist, und daß die Staubabführung nach dem Mittel kanal k hin erfolgt. Die Verbindungsklappe 20 wird bei solchem Betrieb eingefügt, Innen- und Außenraum des Gehäuses 10 werden also voneinander getrennt.
Bei einer Gaszuführung durch die Leitung I8, bei der das Gas in die Trommel von den beiden Stirnseiten her durch die Mittelkanäle k eintritt, bedarf es bei Antrieb der Trommel im Sinne des Pfeiles x zur Gas förderung wiederum der Gasfördermittel in den Leitungen I8 und 19. Bei entgegengesetztem Trommelumlauf in Richtungy ohne äußeren Antrieb der Welle erfährt dagegen der Gasstrom nur wenig Drehung, sondern führt, absolut genommen, nur eine annähernd radiale Bewegung aus, und der Staub wird ihm vorzugs weise durch Reibung entzogen. Es kann aber auch das Gas wiederum mittels eines in einer der Leitungen I8 oder 19 vorgesehenen Fördermittels gefördert und dabei die Welle 11 in Pfei,lrichtungy angetrieben werden, wobei sich dann die von beiden Antrieben dem Gase erteilten Geschwindigkeitsvektoren addieren.
Welche von diesen Betriebsarten jeweils zur Anwendung gebracht wird, um den angestrebten Zweck am besten zu erreichen, hängt von der Beschaffenheit des Staubes ab und ist dem Ermessen des Fachmannes überlassen. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß Staubabscheider gleicher Größe für die verschiedensten Aufgaben unter veränderter Betriebsweise und Drehzahl verwendet werden können, was ihren Serienban begünstigt.
Die Abmessungen des dargestellten Ausführungsbeispiels, bei dem die Trommellänge etwa gleich ihrem Außendurchmesser ist, ergeben eine sehr gute Raum ausnutzung und günstige Gasführung, weil der Gasstrom in den Spiralkanälen r und s wie beim Eintritt in diese von den Mittelkanälen k her weder starke Einengungen noch Ausdehnungen erfährt. Das Gas verteilt sich von selbst gleichmäßig auf die ganze Trommellänge, d. h. die Breite der Spiralkanäle r und s. Dies kann noch dadurch unterstützt werden, daß auf der Welle I I Schnecken oder schneckenartig gestellte Flügel angebracht werden, deren Windung der der Rippen I6 entgegenläuft, die also entgegen dem von letzteren bewegten Staub eine Förderwirkung auf das Staubgas ausüben.
Um einen ununterbrochenen Betrieb herbeizuführen, werden mehrere Trommeln, in an sich bekannter Art parallel zueinander geschaltet, angeordnet und das Entfernen des in ihnen abgesetzten Staubes nacheinander vorgenommen. Die Abb. 3 bis 6 zeigen eine derartige Anlage. Im Gehäuse 30 sind vier Trommeln 3I auf parallelen Wellen 32 angeordnet (s. Abb. 5). In jeder Trommel bilden spiralförmige Manteibleche 33 von einem axialen Mittelkanal v ausgehende enge Spiralkanäle w.
Jede Welle 32 wird über eine ausrückbare Kupplung 34 mittels des Riementriebes 35 von einem Motor 36 angetrieben (s. Abb. 4).
Das Rohgas wird durch die Leitung 37 zugeführt und tritt zunächst in die Verteil- und Vorabscheideinrichtung 38 ein, deren Bau aus Abb. 6 ersichtlich ist. Jeder den einzelnen Trommeln zugeleitete Rohgasteilstrom erhält hier eine kreisende Bewegung, bei der schwere Bestandteile, grobe Verunreinigungen, mitgerissene Fremdkörper u. dgl. in die Niedergänge 39 ausgeschieden werden, um unter Offnen der Pendelklappen 40 in die Staubableitung 4I zu fallen. Das Rohgas tritt dann weiter kreisend durch die Mittelöffnungen der Trommelstirnwände 3I in die Mittelkanäle v ein und von hier unter weiterem Kreisen in die Spiralkanäle w, in denen es entstaubt wird (Abb. 5). Das so gereinigte Gas entweicht in die spiralförmigen Räume z des Gehäuses 30 und zieht durch die Leitungen 42 ab, indem es die in diesen angeordneten, mit je einer Öffnung versehenen Klappen 43 aufdrückt. Wird jetzt eine der Trommeln, etwa die Trommel 3I' (Abb. 5), angehalten, so drückt sie kein Gas mehr gegen die Klappe 43', und diese schließt sich, was einen etwaigen Austritt von Staub aus der nicht mehr entstaubend wirkenden Trommel 3I' in die Reingasleitung verhütet. Der weiter in der Rohgasleitung 37 herrschende Unterdruck saugt aber durch die Offnung in der geschlossenen Klappe 43' etwas Reingas zurück durch die verlangsamte oder ausgeschaltete Trommel, wodurch diese gespült und der Austrag des in ihr abgesetzten Staubes begünstigt wird.
Nach beendeter Reinigung wird die Trommel 3I' wieder auf volle Drehzahl gebracht, indem die Kupplung 34' wieder eingerückt wird. Um dies möglichst schnell zu bewirken, ist eine hohle Beschleunigung der gewichtigen Trommel nötig, was ein Mehrfaches der Arbeitsleistung während des Umlaufs mit voller Drehzahl erfordert. Würde jede Trommel 3I, wie es bisher vielfach geschah, von einem eigenen Motor angetrieben, so müßte jeder von diesen überstark bemessen sein, um diese kurzzeitige Mehrleistung herzugeben. Das hätte, abgesehen von dem Mehraufwand anAnschaffungskosten, den Nachteil, daß er während des weitaus größten Teiles der Betriebszeit nur schwach belastet wäre, also mit ungünstigem Wirkungsgrad arbeitete, so daß der Gesamtstromverbrauch der Anlage verhältnismäßig hoch sein würde. Dies wird hier durch den gemeinsamen Antrieb aller Trommeln vermieden. Der dementsprechend etwas stärker zu bemressende eine Motor 36 gibt die benötigte Mehrleistung kurzfristig ohne weiteres her, worin ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zum Abscheiden von Staub mittels einer umlaufenden Trommel, auf deren Innenwandung der Staub durch Fliehkraftwirkung niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Trommelwandung (13,3I) spiralförmig ausgebildet ist und das staubhaltige Gas in Umfangsrichtung an der Wandung entlang strömt.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zu- oder Ableitung des Gases ein mittlerer Längskanal (k) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zu- und bzw. oder Ableitung des Gases ein die Trommel umschließendes Gehäuse (Io, 30, 38, 42) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine Trommel aus mehreren ineinander gewundenen Spiralwänden (13).
5. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine zur Trommelachse normal stehende Mittelquerwand (I5) in der Trommel.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das umschließende Gehäuse (in, 42) spiralförmig ausgebildet ist und eine Gasleitung tangential in dieses Gehäuse mündet.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen I, 3 und 6, gelçennzeichnet durch Innenwände (I7) des Gehäuses (in, 42), die dieses in einen Innenraum und einen Außenraum teilen, wobei eine im Betrieb zu öffnende Verbindungsklappe (20) zwischen ihnen vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, gekennzeichnet durch einen nach dem Trommelstirnende offenen Mittelkanal (k), in welchem eine Schraubenrippe (I6) und gegebenenfalls eine Gasförderschnecke od. dgl. angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Abklopfen oder anderweitigen Ablösen des angesetzten Staubkuchens.
10. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Trommel etwa gleich ihrem Durchmesser ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralwindungen der Trommelmäntel (13, 31) und des Gehäuses (10, 42j gleichsinnig sind
I2. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Trommelmantelbleche (I3) sich innen anlegenden Schraubenrippen (I6) derart gewunden sind, daß sie das ihnen von den Mantelbllechen (I3) zugeführte Gut der offenen Trommelstirnwand zuführen.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen I, 8 und I2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasförderschnecke im Mittelkanal (k) den Schraubenrippen (I6) entgegen gewunden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch äußeren, zweckmäßigerweise tangentialen Staubgaseinlaß zur Trommel.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubgaseinlaß in der Trommelstiruwand (I4) angeordnet ist und in den Mittelkanal (k) mündet.
I6. Verfahren zum Betrieb der Trommel nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel im Sinn der Spiralwindung des Gehäuses umläuft.
17. Verfahren zum Betrieb der Trommel nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel entgegen der Windung des Spiraigehäuses umläuft.
18. Verfahren zum Betrieb der Trommel nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelumlauf zeitweise verlangsamt oder abgeschaltet wird, zweckmäßigerweise unter Abstellen des Gasstromes.
19. Verfahren nach Anspruch I8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel abwechselnd im einen und im anderen Sinn umläuft, wobei immer das eine Mal die Verbindungsklappe (22) zwischen Innen- und Außenraum geöffnet wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis I9, dadurch gekennzeichnet, daß das Entstauben wechselweise in mehreren parallel geschalteten Trommeln (31) erfolgt.
21. Verfahren zum Betrieb von mehreren Trommeln nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen des abgesetzten Staubes aus den einzelnen Trommeln nacheinander erfolgt.
22. Vorrichtung mit mehreren Trommeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln (31) über ein Getriebe (35) von einem gemeinsamen Motor (36) mittels ausrückbarer Kupplungen (34) angetrieben werden.
23. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reingasableitung Klappen (43) angeordnet sind, die eine Öffnung haben und durch den Gasdruck geöffnet werden, um sich bei dessen Fortfall selbsttätig zu schließen.

In Betracht gezogene Druclçschriften: Deutsche Patentschriften Nr. I85 270, 500 759, 65I 358,74I 2I5; britische Patentschriften Nr. 468 145, 56o 172; USA.-Patentschrift Nr. 2 282 770.

Entgegengehaltene ältere Rechte: Patent Nr. 889 545; Zusatzpatent Nr. 898 538.