CH319204A - Verfahren zum Abscheiden von Staub aus gasförmigen Medien und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Abscheiden von Staub aus gasförmigen Medien und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum   Abseheiden    von Staub aus    gasförmigen Medien und eine Vorrichtung zur      Durchführung    des Verfahrens.



   I) erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas durch mindestens ein rotierendes Filterelement ge  1'iillrt    wird, wobei   dureh    das Filterelement   xurüekgehaltene    Staubpartikel aus demselben herausgeschleudert werden.



   Die Vorrichtung zur Durchführung   diesels       Verfahrens ist. dadurch gekennzeichnet, dass    sie mindestens ein sich über den ganzen Querschnitt des   Rohgasstromes    erstreckendes, rotie   rendes Filterelement und Mittel zum Abfüh-      rsn    der aus   @ disem Filterelement herausge-      schleuderten    Staubpartikeln aufweist.



   In der Zeichnung sind einige   Ausführungs-      11eispiele    des Erfindungsgegenstandes dargestellt.



   Fig. 1 zeigt die Anordnung eines Entstau  bers    in einem senkrecht verlaufenden Gas  kanak.   



     Fig. 2 ist    ein Sehnitt nach der Linie II-II   der Fig. l.   



   Fig. 3 ist ein   weiteres Amsführungsbeispiel,    i) ei dem der Entstauber in einem Krümmer angeordnet ist.



     Fig. 4 ist    ein weiteres Beispiel.



   Fig. 5 zeigt eine Mehrfachanordnung in einem gerade verlaufenden Gaskanal.



   Fig. 6 zeigt die Mehrfachanordnung in einem doppelt gekröpften Gaskanal.



   Fig. 7 bis   10    sind Einzelheiten, und zwar versehiedene Ausführungsformen von Borsten n und ihre Anordnung an dem Rotor.



   Fig. 11 ist ein Schnitt nach der Linie   XI-XI    von Fig. 10.



   In Fig.   1    erkennt man einen beispielsweise senkrecht verlaufenden Gaskanal 8, der in Riehtung des eingetragenen Pfeils 9 mit Rohgas   @ baschickt wird.   Im Kanal 8 ist ein Motor 5 mittels Streben 6 freistehend befestigt, auf dessen   Welle 4 eine Nabe l fest    sitzt, die an ihrem Umfang mit einer Vielzahl von radial angesetzten Borsten 2 besetzt ist.



   Der in seiner   Gesamtheit als Rundbürste    aufgebaute Rotor r 1, 2, der das Filterelement darstellt, ist in seinem Durchmesser grosser als der Rohgaskanal 8. Aus diesem Grunde trägt der Kanal 8 ringförmige nach aussen   abgekan-    tete Flanschen 7, zwischen die sich ein Rotor  g'ehäuse    3 einschiebt. Der Rotor ist also von einem Gehäuse umkleidet, welches an der Roh  gaseintrittseite    und an   der Austrittseite    offen ist und lediglich eine ringförmige Erweiterung des Gaskanals bildet. Ein Teil des den Rotor einschliessenden Gehäuses ist über den Kreisumfang hinaus erweitert und trägt eine Staubaustragleitung 13, durch die der von dem bürstenartigen Rotor ausgeschleuderte Staub abgeführt wird.

   Das den Rotor   umkleidende     Gehäuse kann, wie bei 13a angedeutet, mittels eines   Siebbleehes    oder dergleichen gegenüber dem   Staubaustragraum 14 abgeteilt    sein.



   Das ringförmige Gehäuse trägt ferner einen Schalter   11    mit Handhebel 12 zur Betätigung des Elektromotors 5.



   In Fig. 2 ist die radiale   Anordnung    der Borsten 2 deutlich erkennbar. Ihre Spitzen reichen über den Durchmesser des mit. einem stark ausgezogenen Kreis angedeuteten Kanals 8 hinaus in den vom Gehäuse 3 gebildeten Ringraum hinein.



   Ein   weiteresAnsführungsbeispiel    ist in Fig. 3 veranschaulicht. Der Gaskanal weist hier einen Krümmer auf, dem in Richtung des Pfeils 9 das Rohgas horizontal zugeführt wird und welches nach der Entstaubung in Richtung des Pfeils 10 als Reinluft senkrecht nach oben oder   nach unten abströmt.    Der   Entstau-    ber liegt bei dieser Anordnung in   der mitre    des Krümmers, das heisst etwa auf der Winkelhalbierenden des Winkels, den der Krümmer einschliesst. Der Rotor selbst liegt mit seinem Durchmesser zweckmässig auf dem Radius durch den Mittelpunkt der Krümmung des Kanals 8.

   Aueh bei dieser Anordnung ist die Stelle des Kanals, an der der Rotor 1, 2 eingebaut ist, von einem etwa ringförmigen Gehäuse 3 umschlossen, welches zwischen nach   anssen    abgekanteten Flanschen 7 des Gaskanals eingesetzt ist. Der Antriebsmotor 5 ist bei dieser Ausführungsform nieht wie bei den Fig. 1 und 2 in dem Rohgaskanal angebracht, sondern die Welle 4 ist   durez    die Wandung des   Rohgaskanals    8 herausgeführt, so dass der Rotor 5 ausserhalb des   Kanalquersehnittes    liegt. Der   Stauba. ustrag erfolgt.    bei dieser Anordnung über eine Austragleitung 13, die beispielsweise in einem Staubsammelbehälter mündet.



   Zur Verbesserung der   Leistung des Ent-      staubers    in der Ausführungsform nach Fig. 3 kann auf der Rotorwelle 4 an der   Reingasseite    des Kanals ein Lüfter 15 vorgesehen werden. der mit dem Rotor umläuft und die Abforderung der Reinluft begünstigt.



   Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig.   4    dargestellt. Der   Entstauber    ist hier in einem gerade verlaufenden Teil des Gaskanals eingeschaltet, der zwischen zwei gegenläufig verlaufende Krümmer eingebaut ist. Die   Aehse    kann. hier so gelagert werden, dass der Motor auf der einen Seite ausserhalb des Gaskanals liegt, während die Welle auf der andern Seite in einem geneigten Lager gelagert ist. Die übrigen Einzelteile gleiehen der Ausführungsform nach Fig. 3.



   Es kann zweckmässig sein, bei bestimmten Betriebsverhältnissen die Einzelanordnung zu vervielfachen. Ein solcher Vorschlag ist in der Fig. 5 dargestellt.



   In einem gerade verlaufenden Gaskanal 8 sind auf einer durchlaufenden Welle, deren Antrieb hier der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, in einer Mehrzahl von   ringförmi-    gen Gehäusen   3    mehrere Rotoren eingebaut.



  An dem der   Reingasseite zugewandten Ende    der Welle trägt diese wiederum einen Lüfter 13, der die Abfuhr des gereinigten Gases unterstützt. Die einzelnen Rotoren oder   Bür-    @ sind wie   ersichtlich verschieden    ausgestaltet, um eine möglichst weitgehende Entstaubung zu erreichen. Die Art der Staubaustragung aus den einzelnen ringförmigen Gehäusen 3 ist der Einfachheit, halber nieht näher dargestellt, erfolgt aber etwa mit den gleichen Mitteln, wie sie in den   Fig. l, 2,    3 und 4 erläutert wurden.

   Die Fig. 6 stellt eine Kombination der Fig. 4 und 5 dar.   Ein mehr-    stufiger   Entstauber, bestehend aus vier rotie-       renden, Bürstenkorpern,isthierindengerade    verlaufenden Teil eines Gaskanals zwischen zwei Krümmer eingeschaltet. Entsprechend der Anzahl der rotierenden Bürstenkörper sind auch eine entsprechende Anzahl von ringförmigen Gehäusen 3 vorgesehen, deren jedem ein nicht dargestellter   Staubaustrag zugeord-    net ist.

   Die Welle kann bei   dieser Verwirk-       lichung. sform wiederum beidendig bis ausser-    halb des Gaskanals herausgeführt werden, so dass sowohl der   Antriebsmotor 5 als      ranch    das gegenüberliegende freie Wellenende in günsti  ger Wei. se gelagert werden können. Es    ist bei dieser Antriebsart nicht erforderlich, einen staubgeschützten bzw. gekapselten Motor zu verwenden. 



     Ii'ür    die Borsten werden je na. ch dem Verwendungszweck und der gewünschten Abscheideleistung die jeweils günstigsten Formen verwendet. Einzelne mögliche Formen sind in den Fig. 7 bis 9 dargestellt.



   Fig. 7 zeigt eine   verhältnismässiglangge-    wellte Form der Borsten, während in Fig.    q    die Borsten 2a kürzer gewellt sind.



     Hierdurch ergibt sich    eine verschieden grosse. Ausbildung der   Zwisehenräume,    die wiederum in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors 1 auch mehr oder minder stark durch die   Streckwirkung,    der die einzelnen    Borsten auf Grund der Zentrifugalkraft unter-    liegen, verändert werden.



   Eine weitere   Ausbildungsform der Bürsten-    körper ist. in Fig. 9 veranschaulicht. Die Bürsten stehen hier   büschelförmig    angeordnet, derart, dass die äussern Borsten eines jeden    Büschels schräg zu dem Radius liegen, wäh-    rend die mittleren Bürsten etwa genau radial eingesetzt sind. Im Vergleieh zu den Fig. 7 und 8 ist ersichtlich, dass die   Durehtrittstreeke    für das Rohgas verhältnismässig lang ist.



   Eine Möglichkeit des Einsetzen der Büschel in die Nabe 1 ist in Fig. 10 und 11 gezeigt. Die Borsten sind nicht einzeln, sondern je zu zweien verbunden, derart, dass ein Borstenbündel, welches mehr als die doppelte Länge der gewünschten Borstenlänge aufweist, einmal in der Mitte geknickt und : mit der Knickstelle in eine entsprechende Bohrung der Nabe eingesetzt wird. Diese Knickstelle ist in Fig. 10 und 11 mit 17 bezeichnet. Die Borsten laufen ersichtlich h auf einer Seite in die Nabe hinein und auf der andern wieder aus derselben hinaus.



   Es ist   wu    erkennen, dass die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele nur einige von   vielen möglichen Verwirkliehungs-    formen des Erfindungsgedankens darstellen
Die Borsten können einen   Durehmesser    von der Grössenordnung sehr vieler häufig vorkommender   Industriestaube besitzen,    z. B.



  60 Mikron. Diese   fadenförmigen Gebilde kön-    nen in bezug auf ihren Durchmesser, ihre   phy-    sikalisehen und mechanischen Eigenschaften sowie   bezüglich der Stoffe, aus    denen sie bestehen, in ungemein weiten Grenzen gewählt werden.   Man kann leicht ausrechnen, dass eine    einzige seheibenförmige Bürste üblicher Dimensionen, die auf dem ganzen Umfang radial mit sehr dünnen Borsten besetzt ist, einem   wu    reinigenden Luft- oder Gasstrom eine Borstenoberfläehe von vielen   Quadratmetern dar-    bieten kann.

   Diese Oberfläche kann durch die Auswahl der Borstendicke und -länge, ferner durch Anordnung von mehreren Bürsten, die im Gasstrom hintereinander gestellt sind, in einfacher Weise ausserordentlich hohe Beträge annehmen, wie   ±xlm    Beispiel zwischen 102 und 103 m2 bei einer Breite der einzelnen Bürsten von zwischen 40 und   100    mm.

   Es   können-    somit zum Zurückhalten von Staub   Filter-    oberfläehen   entwiekelt    werden, die trotz   leich-    ter Zugänglichkeit in der   Grossenordnmig    liegen, die bisher nur mit Hilfe von kapillare Kanäle aufweisenden Gebilden, wie Filtersteinen, Tuchfiltern oder dergleichen, zur Ver  fügung      standen.    Dabei besteht jedoch der ent   scheidende und vorteilhafte Unterschied, dass    die   Zwisehenrä. ume zwischen    den Borsten eine vorher bestimmbare Grosse haben, die während des Betriebes, z.   B.    durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der   Bürsten, veränder-    lich ist.

   Diese Zwischenräume erstrecken sieh alle von der Einfassungsstelle der Bürsten in Richtung g auf deren freie Enden. Sie können ferner, vorzugsweise radial von Gasen oder Flüssigkeiten ununterbrochen oder unterbrochen durchspült werden, um die durch die Schleuderwirkung der rotierenden Bürste erzielte Reinigung   wu    unterstützen.



   Die Strahlen dieser Spülmedien haben Durchmesser von der   Grossenordnung der    Borstendurchmesser und haben, wenn sie radial geriehtet sind, gerade die günstigste Spülrichtung längs der Borsten. Diese Richtung ist für die Praxis auch die einfachste, um kleinste Flüssigkeitsmengen mit den   Staub-    teilchen in Verbindung zu bringen. Es   brau-    chen dann beispielsweise nur in der Nabe 1 Öffnungen, die für den Einsatz von Borsten bestimmt sind, freigelassen und durch eine hohle Welle Flüssigkeiten diesen von Borsten freien   Offnungen      zugefiihrt    zu werden.

   Bei schnell rotierenden Bürsten ist nicht einmal. für   dieses Herausdrücken von Spülflüssigkeit    oder Gas ein besonderer Kraftaufwand notwendig, weil die Fliehkraft solche Medien, die in das Innere eines hohlen Bürstenkorpers hineingedrückt werden, ohnehin aus Wand  offnungen    durehaus gleichmässig herausschleudert. Mittels eines in der Zuführun   @@-    leitung angeordneten Ventils kann man die e Flüssigkeitszufuhr regeln. Die   Flüssigkeits-    benetzung kann gelegentlich oder ununterbroehen wirksam sein, z.   B.    bei   Ölbenetzung    mittels geringster Mengen.

   Die gemeinsame Wirkung jeder Form der   Benetznng besteht    in einer   Reinhaltung der Borstenoberflächen    und daher aueh in einer Aufrechterhaltung eines gleichmässigen Widerstandes gegenüber dem   wu    reinigenden Gas. Diese   Spülung wirkt    daher als eine Durchspülung   der Zwisehen-      ränme.    In diesen niedergeschlagener Staub bewegt sich mit dem   Spülstrom    in Richtung auf das freie Borstenende. Stanb und   Spül-      flüssigkeit werden    von den freien Borstenenden in hierzu angeordnete windstille Fangräume hineingeschleudert.

   Spülgas wird man    vorzugsweise intermittierend verwenden, um    die Bürsten von Zeit zu Zeit zusätzlich zu reinigen.



   F,   s ist. unerheblich,    ob die   Bürstenkorper       vollständig innerhalb des durchströmten Ka-    nals gelagert sind oder nur von aussen im wesentlichen mit ihren Borsten in ihn hineinragen bzw. ihn abschliessen.



     Die Zufuhr-und    die Abfuhrkanäle für das zu behandelnde Gas können gegeneinander versetzt sein. In diesem Fall wird also nur ein Teil der Bürste vom   Rohgas beaufschlagt.   



  Zur Behandlung wandert das Gas eine Wegstrecke in der rotierenden Bürste, bis es durch den Abfuhrkanal zur   Reingasseite    hin   austre-    ten kann.   Diese Anwendun. gsweise verlängert    die Behandlungszeit an der Bürste, z. B. unter Zulassung einer verringerten Strömungsgeschwindigkeit. Es sei noeh hinzugefügt, dass   diese Bürsten sieh    im gleichen Sinn oder im gegenläufigen Sinn umdrehen können,   z.    B. mittels wie in Fig. 1 angeordneter Motoren 5.



  Die   Bürstena. ehse kain aueh    zur   Kanalaehsc    geneigt sein.



   Die Bürsten können weiterhin mit   konti-    nuierlich gleicher oder ungleicher Borstenzahl je laufende Längeneinheit kreisförmig oder auch schraubenförmig mit Borsten besetzt sein. Die Borsten selbst können Fäden, zum Beispiel Textilfasern, Kunstharzdrähte, Federstahldrähte, hitze-und säurebeständige Drähte oder vieles andere sein. Sie werden je nach dem Verwendungszweck in hoehelastischer oder metallisch federnder Ausführung gewählt. Die Borsten können auch in einer   olelien    Weise ausgebildet werden, dass sie während des Betriebes federn und/oder dureh den Betrieb in   Eigenschwingungen versetzt    werden. Auf diese ANeise wird die Wirkung erreicht, dass jede   einzelne Borste fiir sicli    während des Betriebes durch eine gewollte Schwingbewegung gereinigt werden kann.



  Diese Schwingbewegung ist einer entsprechenden Veränderun- der benachbarten   Zwischen-    räume zugeordnet, wenigstens kann sie dies sein. Hieraus ergibt sich die weitere Wirkung, dass der während des Betriebes in   diesel      an-       gesammelte Staubinhalt naeh aussen beivegt    oder geschleudert werden kann.



   Folgende vorteilhafte Einzelheiten mögen noch hervorgehoben werden :
Es ist meistens zweckmässig, wenn die Bor   @ten länger sind als die axiale Abmessung der    Nabe, wie dies in. den Fig. 7 bis 9 der Fall ist.



     Rtatt      das beschriebene Gehäuse    3 in den Kanal einzubauen, um beim entsprechenden Filterelement in der Gasführungswandung eine Rille zu bilden, in welcher sich die Borstenspitzen bewegen, kann man diese Rille auch in der    WandungdesKanalsseihstvorsehen.Man    kann Reihen von Borsten aus verschiedenem    Stoff und/oder versehiedenem Quersellnitt    hintereinander auf der Nabe   l anordnen. Man       kann die Borsten auf der Nabe auch büschel-    weise anordnen, und zwar so, dass die Räume zwi.   salien    den   Büscheln    einer   Büsehelreihe    von   13orsten einer benaehbarten Biisehelreihe    in axialer Richtung überdeckt sind.



   Man kann die Bewegungsgeschwindigkeit eines Filterelementes steuern, um sie auf die   Strömungsgeschwindigkeit der zu reinigenden    Gase abzustimmen. Hierzu kann man zum Bei  suiez    einen Staudruckmesser im Gasstrom anordnen und den Staudruek auf einen Queek   siiberkippschaltereinwirkenlassen,derüber    Relais den Antriebsmotor des Filterelementes   @   steuert, dass er unterhalb einer gewissen    Staudruekgrenze eine niedrigere und oberhalb    derselben eine höhere Tourenzahl hat.



   Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 können in der Nähe der Borstenspitzen der letzten Bürste (also bei der letzten Bürste rechts in Fig. 5), ein oder mehrere   Sang-    anschlüsse vorgesehen werden, um die mit Reststaub angereicherte Grenzschicht des Gasstromes abzusaugen. Das abgesaugte Gas kann   durci    Rohrleitungen, welche den   Saugan-    mit der   Rohgasseite    der Vorrichtung verbinden, in den Rohgasstrom zurückgeführt werden. Um. das erforderliehe   Sauggefälle zu    erzeugen, kann man in der Vorrichtung, vor dem ersten Filterelement, ein Venturirohr vorsehen, in dessen engstem Quersehnitt be  kanntlich ein Unterdruck    in bezug auf den an seinem Ein-oder   Ausgang herrsehenden    Druck entsteht.

   Mit diesem engsten Quersehnitt werden dann der oder die oben   erwähn-    ten Sauganschluss verbunden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Abseheiden von Staub aus gasförmigen Medien, dadurch gekennzeiehnet, dass das Rohgas durch mindestens ein rotierendes Filterelement geführt, wird, wobei durch das Filterelement zurückgehaltene Staubpartikel aus demselben herausgeschleudert werden.

   II. Vorrichtung zur Durehführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein sieh über den ganzen Querschnitt des Rohgasstromes erstreckendes, rotierendes Filterelement und Mittel zum Abführen des aus die- sem Filterelement herausgeschleuderten Staubpartikeln aufweist..

   UNTERANSPR ÜCHE l. Verfahren nach Patentansprueh I, da dureh gekennzeichnet, dass als Filterelement eine mit Borsten versehene Nabe verwendlet wird.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Filterwirkung dem Filterelement durch seine Nabe eine Flüssigkeit zugeführt wird.

   3. Vorrichtmg nach Patentanspruch II. dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement aus einer mit Borsten versehenen Nabe besteht.

   4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeiehnet, dass die Borsten länger sind als die axiale Abmessung der Nabe.

   5. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement kreisförmig ausgebildet ist.

   6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser mindestens eines Filterelementes grösser ist als der Durchmesser des Gaskanals, in dem es liegt, und dass die Gasführungswandung bei jedem Filterelement eine Rille besitzt, in welcher sich die Borstenspitzen bewegen.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadureh gekennzeichnet, dass mehrere hinter- einander angeordnete Filterelemente vorge- sehen sind.

   8. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Filterelemente mit Borsten aus versehiedenem Stoff besetzt sind.

   9. Vorrichtmng nach Unteransprueh 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Filterelemente mit Borsten von verschiedenem Querschnitt besetzt sind.

   10. Vomichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Reihen von Borsten a. us versehiedenem Stoff hintereinander auf der Nabe angeordnet sind.

   11. Vorriehtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Reihen von Borsten mit verschiedenem Querschnitt hintereinander auf der Nabe angeordnet sind.

   12. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten auf der Nabe büsehelweise angeordnet und die Räume zwischen den Büseheln einer Büschel- reihe von Borsten einer benachbarten Büschel- reihe in axialer Richtung überdeckt sind.

   13. Vorrichtung nach Unteransprueh 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente unabhängig voneinander antreibbar sind.

   14. Vorrichtung nach Unteransprueh 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterele- mente sieh gegenläufig bewegen.

   15.VorrichtungnachUnteranspruch3, dadureh gekennzeichnet, dass die Borsten nicht gerade sind, derart, dass die Borsten abhängig von der Umlaufgeschwindigkeit der Bürsten wählbar gereckt werden können.

   16. Vorrichtung nach Patentanspruch II. gekennzeichnet durch Regelorgane für das Filterelement, welehe seine Bewegungsge- schwindigkeit steuern, zum Zwecke, sie auf die Strömungsgeschwindigkeit der m reinigenden Gase abzustimmen.

   17. Vorrichtung nach Unteransprueh 3, gekennzeichnet durch benachbart zu den Bor stenspitzen in der Wandung des Stromungskanals angeordnete Abfuhrrinnen für den auf den Borsten angesammelten Staub.

   18. Vorrichtung'nachUnteranspruch3, gekennzeichnet durch Sprühdüsen für Flüssig- keiten, die in der Nabe angeordnet sind und die die Flüssigkeit, in Riehtung der Borsten abgeben, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Flüssigkeitszufuhr zu. den Düsen zu regeln.

   19. Vorrichtung na. Unteranspruch 7. gekennzeichnet dureh mindestens einen in der Nähe der Borstenspitzen der letzten Bürste angeordneten Sauganschluss zum Absaugen der mit Rest. staub angereieherten Grenzsehieht des Gasstromes.

   20. Vorrichtung nach Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch Rohrleitungen, welche den Saugansehluss zwecks Rückführung des abgesaugten Gases in den Rohgasstrom mit der Rohgasseite der Vorrichtung verbinden, wobei d. as Sauggefälle in der Vorrichtung selbst erzeugt, wird.