DK142837B - - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142837 DANMARK (51) Int. Cl.3 B 04 C 5/00 UMmviMm\ B 01 D 45/12 §(21) Ansøgning nr. 3701/75 (22) Indleveret den 15· åUg· 1 97 5 (24) Løbedag 1 5. aug. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 9· £6¾. 19®'

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

16. aug. 1974, 98254/74, JP

<71> SNOW BRAND MILK PRODUCTS CO. LTD., No. 36-106, 6-chome, Naebo-cho, Hi= gashi-ku, sapporo-shl, Hokkaido, JP.

(72) Opfinder: Yukio Sogo, No. 1067, Suwa-cho, Takatsu-ku, Kawasaki-s hi, Kanagawa-ken, JF7 Kazuo _Ido, No. l8l6-37, Shimokoizumi, OjLzumi-cho, Oura-gun, Gunma-ken, JP: Kozo Taneda, No. 197-21, Megurida-cho, Ko« daira-shi, Tokyo, JP.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree.______ (54) Cyklonseparator.

Den foreliggende opfindelse angår en cyklonseparator omfattende et separeringstårn, hvori der afgrænses et separerings-kammer, indgangsudstyr til indføring af partikelholdig gas i separeringskammeret ved dets øvre del på en sådan måde, at gassen danner en nedadrettet spiralstrøm langs overfladen af separeringstårnets indervaeg og derefter får vendt sin strømningsretning, således at der dannes en opadgående spiralstrøm i det væsentlige langs separeringstårnets midterdel, tilførselsudstyr for accelerationsgas i indgangsudstyret, således at accelerationsluft afgives i indgangsgasstrømmens retning, udgangsrørudstyr anbragt i den øvre del af separeringskammeret, hvorigennem den opadrettede spiralgasstrøm får lov at passere, hvilket udgangsrørudstyr omfatter en flerhed af ud- 2 142837 gangsrør anbragt med et ringformet rum mellem hvert par af to på hinanden følgende rør.

Cyklonseparatoren er anvendelig til adskillelse af faste partikler fra et gasformigt bæremedium.

Sædvanlige cyklonseparatorer omfatter normalt et separeringstårn, hvori faststofholdig gas indføres tangentielt og nedad-rettet i tårnets øverste del, således at en nedadrettet spiralstrøm dannes stort set langs overfladen af separeringstårnets indervæg. Strømningsretningen af gasspiralstrømmen vendes nær separeringstårnets bund, så at den strømmer i opadgående retning og i spiral stort set langs tårnets lodrette midterdel. Faste partikler adskilles fra spiralgasstrømmen under indflydelse af centrifugalkraften og akkumuleres i tårnets nederste del, indtil de udtages. Den opadgående spiralstrøm af gas langs separeringstårnets lodrette midterdel indeholder således en mindre mængde faste partikler. Separeringstårnet er derfor i sin øverste del forsynet med et udgangsrør, der er anbragt stort set koaksialt med tårnet, således at kun den opadgående spiralstrøm får lov at strømme ud af tårnet. Udgangsrøret strækker sig sædvanligvis et vist stykke ned fra separeringstårnets øverste ende, for at partikelholdig indgående strøm ikke skal få lov at komme ind i udgangsrøret.

Det har imidlertid vist sig, at der dannes et grænselag langs den ydre overflade af den del af udgangsrøret, der strækker sig ind i separeringstårnet, hvorved en betydelig nedsættelse af gasstrømmens hastighed forårsages. Partiklerne nær udgangsrørets ydre overflade indgår således ikke i den nedadrettede spiralstrøm af den indkommende gas men får lov at falde ned adskilt fra den nedadgående spiralstrøm og blæses af den opadgående spiralstrøm ind i udgangsrøret, hvilket forøger partikelindholdet i udgangsgassen uheldigt.

I fransk patentskrift nr. 1.348.891 er der beskrevet en cyklonseparator, i hvilken disse problemer er søgt løst ved, at der omkring udgangsrøret er anbragt yderligere et rør, som strækker sig et stykke nedenfor det egentlige udgangsrør ind i separeringstårnets indre, og som er anbragt således, at der i det herved fremkomne dobbeltrør fremkommer et ringformet rum, hvorigennem en del af udgangsgassen udtages og recirkuleres. Den til recirkulation udtagne luft tilbageføres til separeringstårnet enten via en for oven i 142837 3 tårnet anbragt separat åbning eller som en acceleratipnsgas gennem en dyse anbragt i udmundingen i separationstårnet af det rør, der tilfører den partikelholdige gas. Begge disse foranstaltninger (udtagning af en del af udgangsluften til recirkulation og tilvejebringelse af en accelerationsgas i indføringsorganet for den partikelholdige gas) vil bidrage til at nedsætte mængden af partikler, der passerer ud af separeringstårnet sammen med udgangsgassen.

Den foreliggende opfindelse har til formål at tilvejebringe en cyklonseparator, hvori der frembringes en stærk nedadrettet spiralstrøm langs den ydre overflade af den del af udgangsrøret, der strækker sig ind i separeringstårnet, således at i det væsentlige alle de faste partikler, der medføres af indgangsgasstrømmen, indgår i den nedadrettede spiral-gasstrøm, og hvori desuden de fine partikler i indgangsgasstrømmen, der vil have tendens til at blive ført med udgangsgasstrømmen, sendes tilbage til separeringstårnet, uden at dette indebærer, at en del af udgangsgassen udtages til recirkulation, og således alt i alt medfører en forbedret partikeludskilningsvirkning .

Dette opnås med en cyklonseparator af den i indledningen omtalte art, som er ejendommelig ved, at den har udstyr til frembringelse af en nedadrettet spiralstrømning i det omtalte ringformede rum i udgangsrørudstyret.

En foretrukken udførelsesform for opfindelsen er ejendommelig ved, at det udstyr, der frembringer den nedadrettede spiralstrøm i de ringformede rum i udgangsrørudstyret, omfatter styreskovle anbragt i hvert af de ringformede rum og blæseudstyr til tilvejebringelse af en nedadrettet luftstrøm i hvert af de ringformede rum. Denne udførelsesform er særlig fordelagtig, fordi den på pålidelig måde tilvejebringer en kraftig nedadgående spiralstrømning i de ringformede rum ved hjælp af en enkel konstruktion, til hvilken der ikke behøves bevægelige dele i de ringformede rum.

Udgangsrørudstyret kan være udformet som et udgangsrør, der strækker sig ned fra separeringstårnets top og et vist stykke ind i separeringskammeret, hvorhos et hjælpeelement til udgangsrøret er anbragt i udgangsrøret med radial afstand til dette, hvilket hjælpeelement omfatter flerheden af indeni hinanden anbragte hjælperør med mellemrum mellem hinanden i radial retning.

4 142837

Indgangsudstyret kan omfatte et indgangskammer anbragt ved den øvre del af separeringskammeret og et indgangsrør, som åbner sig tangentielt mod indgangskammeret. Tilførselsudstyret for accelerationsluft kan omfatte en dyse til afgivelse af accelerationsluft ind i indgangs riøret i indgangskammerets retning.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret ved følgende beskrivelse af en foretrukken udførelsesform, idet der henvises til tegningen, hvor: fig. 1 er et lodret snitbillede af en cyklonseparator ifølge en udførelsesform for opfindelsen, og fig. 2 er et snitbillede, stort set taget langs linien II-II på fig. 1.

På tegningen, navnlig på fig. 1, ses en cyklonseparator, som omfatter et separeringstårn 1 med en form stort set som en omvendt keglestub med en øvre cylindrisk del 2 og en nedre konisk del 3. Den nedre ende af separeringstårnet 1 er forbundet med et partikelsamlekammer 4. Ved den øverste ende af separeringstårnet 1 er der tilvejebragt et indgangskammer 5, som har et indgangsrør 6, der er anbragt tangentielt til indgangskammeret 5 som vist på fig.

2. I indgangskammeret 5 er der anbragt et cylindrisk udgangsrør 7, som strækker sig fra den øverste væg 5a af indgangskammeret i nedadgående retning til den cylindriske del 2 af separeringstårnet 1.

Som det er velkendt indenfor cyklonseparatorområdet indføres partikelholdig gas fra indgangsrøret 6 tangentielt ind i indgangskammeret 5 og føres nedad i spiralform langs overfladen af indervæggen af separeringstårnet 1, som det er vist med pilene 8 på fig. 1. Ved den nedre del af separeringstårnet 1 vendes gasstrømmen, således at en opadgående spiralstrøm dannes langs midterdelen af separeringstårnet 1. Ved den øverste del af separeringstårnet 1 indføres den opadgående spiralstrøm i udgangsrøret 7.

Under dette forløb skilles de faste partikler i gassen fra gasstrømmen under centrifugalkraftens indvirkning og samles i par-tikelsamlekammeret 4.

Ifølge opfindelsen er et hjælpeelement 9 til udgangsrøret anbragt i udgangsrøret 7 med en lille radial adskillelse fra dette. Hjælpeelementet 9 til udgangsrøret omfatter en flerhed af koaksialt anbragte cylindriske rør 9' og 9''. Det inderste rør 9'1 5 U2837 står ved sin øvre ende i forbindelse med et udgangskammer 10, som igen er forbundet med en udgangskanal 11. I de ringformede rum mellem rørene 9' og 9'' og rørene 9 og 9' er der tilvejebragt en flerhed af spiralstyreblade 12, og der er tilvejebragt en blæser 15 til at levere luft til rummene gennem kanalerne 13 og 14.

Desuden er kanalen 14 fra blæseren 15 også forbundet med en kanal 16, som har en udgangsdyse 17, der åbner sig mod indgangsrøret 16 i indgangskammeret 5 (se fig. 2). Den luft, der tilføres fra blæseren 15 gennem kanalerne 14 og 16, afgives således gennem dysen 17 til indgangskammeret 5, således at strømmen af indgangsluft accelereres. Accelerationen af indgangsluften nedsætter de grænselag, der dannes på udgangsrøret 7's ydre overflade. Derfor kan virkningen af et sådant grænselag formindskes betydeligt, og næsten alle de faste partikler i indgangsluften medføres af den nedadgående spiralstrøm.

Den gas, der indføres fra separeringstårnet 1 til udgangsrøret 7, kan indeholde fine faste partikler, som ikke ved centrifugalvirkning er blevet adskilt fra spiralgasstrømmen i separeringstårnet 1. Sådanne fine partikler strømmer normalt opad, stort set langs den indre overflade af udgangsrøret 7. Ifølge opfindelsen indføres den luft, der tilføres fra blæseren 15 gennem kanalerne 13 og 14 i rummene mellem rørene 7 og 9' og rørene 9' og 911, således at der dannes en nedadrettet spiralstrøm langs indervægsoverfladerne af rørene 7 og 9'. Den nedadrettede spiralstrøm af luft langs inderoverfladen af røret 7 tjener til at blæse de fine partikler, der kommer op langs inderoverfladen, ned og sende dem tilbage til separeringstårnet 1. Da partikelkoncentrationen i udgangsrøret 7 er højst i området ved dets indre overflade, opfanges således en betydelig del af de fine partikler, der følger med udgangsgassen,og sendes tilbage til separeringstårnet 1. Fine partikler, der endnu er tilbage i udgangsgassen, er for størstedelen koncentreret i området ved inderoverfladen af udgangsrøret 9', og sådanne partikler blæses ned af den nedadgående spiralstrøm i rummet mellem 9' og 9''- Det bør bemærkes, at de fine partikler, der medføres af udgangsgassen, vil kunne opfanges stort set fuldstændigt ved at forøge antallet af udgangsrør i hjælpeelementet.

Der kan tilvejebringes en strømningsmodstandsordning mellem rørene 7 og 91, således at hastigheden af den nedadgående spiralstrøm er højere i det indre ringformede rum end i det ydre rum, hvorved virk- 6 142337 ningen af opfindelsen forøges.

EKSEMPEL· I en cyklonseparator med et separeringstårn 1, hvis diameter er 750 mm ved den øvre del 2, og et udgangsrør 7, hvis diameter er 325 mm, og hvis længde er 600 mm, tilvejebragtes yderligere hjælpeelementet ifølge den foreliggende opfindelse til udgangsrøret. Der indførtes skummetmælkspulver sammen med luft gennem indgangs- *3 røret ved en strømningshastighed på 32 m /minut. Den accelererende luft indførtes ved en strømningshastighed på 11 m /minut. Luften tilførtes også i rummet mellem udgangsrøret 7 og rørelementet 9 ved en strømningshastighed på 30 m /minut. Der opnåedes følgende resultater:

Nedadrettet

Nedadrettet Udelukken- strøm i udgangs-Prior strøm i ud- de accele- rør og accelera-

Art gangsrør rationsluft tionsluft_ Mængde afgivet pulver (kg/time) 4,60 1,80 1,47 0,25

Separationseffektivitet (%) 99,54 99,82 99,85 99,98