PL164895B1

PL164895B1 - Method for separating substances from the medium and a device for separating substances from the medium

Info

Publication number: PL164895B1
Application number: PL90285244A
Authority: PL
Inventors: Josef Dipl Ing Keuschnigg
Original assignee: Voest Alpine Krems
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1994-10-31
Also published as: CZ285066B6; HU903021D0; FI902329A7; ES2076353T3; ATE124887T1; EP0398864A2; HUT57640A; EP0398864B1; DD300816A5; NO902107L; NO902107D0; PL285244A1; CS9002442A2; HU209077B; FI902329A0; DE59009390D1; EP0398864A3

Abstract

1 . Sposób odd zielania substancji od osrodka cie- klego lub gazowego osrodka za pomoca sil odsrodko- wych. przy czym substancja posiada ciezar wlasciwy rózny od ciezaru wlasciwego osrodka, zwlaszcza sposób oddzielania substancji o wiekszym ciezarze wlasciwym od strum ienia cieczy lub gazu. wedlug którego plynaca mieszanine substancji i osrodka wprawia sie w ruch obrotowy wokól osi równoleglej do kierunku przeplywu jej strumienia a obracajaca sie m ieszanine substancji i osrodka doprowadza sie do przestrzeni rozdzielania i odprowadza substancje oddzielnie od osrodka, zna- m ienny tym, ze przy doprowadzaniu mieszaniny sub- stancji i osrodka do komory rozdzielczej przyspiesza sie ruch obrotowy tej mieszaniny przez zmniejszenie pro- mienia ruchu obrotowego mieszaniny i ze osrodek od- prowadza sie przez lezace naprzeciwko siebie otwory wylotowe 4. Urzadzenie do oddzielania substancji od osrodka cieklego lub gazowego osrodka za pomoca sil odsrodkowych, przy czym substancja posiada ciezar wlasciwy rózny od ciezaru wlasciwego osrodka, zwlasz- cza do oddzielania substancji o wiekszym ciezarze wla- sciwym od strumienia cieczy lub gazu, posiadajace obudowe z urzadzeniami do wprawiania w ruch obroto- wy mieszaniny substancji i osrodka wokól osi równole- glej do kierunku przeplywu jej strum ienia w przestrzeni rozciagajacej sie wokól osi ruchu obrotowego mieszani- ny oraz komora rozdzielcza, w której znajduja sie otwory wylotowe dla oczyszczonego osrodka i dla oddzielonej substancji, znam ienne tym, ze do ... Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania co najmniej jednej substancji od ciekłego lub gazowego ośrodka za pomocą sił odśrodkowych, przy czym substancja posiada ciężar właściwy różny od ciężaru właściwego ośrodka, zwłaszcza sposób oddzielania substancji o większych ciężarach właściwych od strumienia cieczy lub gazu, według którego płynącą mieszaninę substancji i ośrodka wprawia się w ruch obrotowy wokół osi równoległej do kierunku przepływu jej strumienia a obracającą się mieszaninę substancji i ośrodka doprowadza do przestrzeni rozdzielania i odprowadza substancję oddzielnie od ośrodka oraz urządzenie do oddzielania substancji od ośrodka.

Urządzenie do wykonywania sposobu według wynalazku posiada obudowę z urządzeniami do wprawiania w ruch obrotowy mieszaniny substancji i ośrodka wokół osi równoległej do kierunku przepływu jej strumienia w przestrzeni rozciągającej się wokół osi ruchu obrotowego mieszaniny oraz komorę rozdzielczą, w której znajdują się otwory wylotowe dla oczyszczonego ośrodka i dla oddzielonej substancji.

Do oddzielania stałych i ciekłych substancji od płynących gazów lub cieczy stosuje się tak zwane cyklony lub ogólne rozdzielacze odśrodkowe. Wadę znanych rozwiązań stanowi to, że duże szybkości obrotów potrzebne do skutecznego oddzielania mogą być osiągane tylko kosztem dużego zużycia energii oraz znane cyklony stosowane do tego celu są stosunkowo duże.

Z DE-A-26 47 486 jest znany hydrocyklon, w którym stosuje się specjalne zabiegi, aby już w kanale wlotowym osiągnąć wstępną segregację zawiesiny poddawanej oczyszczaniu w hydrocyklonie. W tym celu dzieli się dopływający strumień zawiesiny na kilka strumieni częściowych, które także później nie powinny już zderzać się ze sobą /patrz zwłaszcza strony 10 i 11 opisu DE-A-26 47 486/.

Dalej nie następuje już w przypadku hydrocyklonu według DA-A-26 47 486_ dalsze przyśpieszenie ruchu obrotowego a urządzenie posiada dwie rury odpływowe: substancji oczyszczonej i zanieczyszczeń. Warunek, aby odpływ zanieczyszczeń zwężał się w kształcie stożka ściętego nie ma znaczenia dla działania rozdzielającego, gdyż rozdzielanie zachodzi przede wszystkim w przestrzeni pierścieniowej, której ścianki mają kształt cylindryczny.

Odzielacz odśrodkowy pyłu znany z opisu DE-C-883 555 posiada element wyporowy zwężający się w kierunku przepływu, podczas gdy ścianka jest cylindryczna, tak że również tu nie może zachodzić przyśpieszenie ruchu obrotowego. Poza tym czyste powietrze odprowadzane jest tylko z jednej strony przez rurę czystego powietrza.

To co podano dla DE-C-883 555 obowiązuje także dla DE- C-688 803, gdyż także tam wewnątrz zewnętrznych ścianek cylindrycznych jest umieszczony element wyporowy zwężający się w kierunku przepływu strumienia. Także według DE-C-688 803 oczyszczony ośrodek odprowadzany jest tylko z jednej strony. Przyśpieszenia ruchu obrotowego nie należy w urządzeniu według DE-C-688 803 oczekiwać, ze względu na żebra przebiegające w kierunku podłużnym.

Urządzenie opublikowane w opisie FR-A-2 274 363 posiada element kierujący, który jest znany w podobnej postaci jak w obydwóch wyżej omawianych niemieckich opisach patentowych.

Według opisu GB-C-374 382 właściwa przestrzeń rozdzielająca ma kształt cylindryczny, tak że nie zachodzi tu przyśpieszanie ruchu obrotowego przez zmniejszanie promienia. Według GB-C-374 382 nie odprowadza się oczyszczonego ośrodka z przestrzeni rozdzielania w przeciwnych kierunkach.

W opisie US-A-4 420 314 przedstawiono oddzielacz z cylindryczną przestrzenią rozdzielania, zwłaszcza taką jaką^okazano na fig. 4, w której powinien zbierać się poddawany

164 895 oddzielaniu ośrodek. Z US-A-4 420 314 jest znane rozmieszczenie łopatek kierujących. W oddzielaczu znanym z US-A-4 420 314 nie zachodzi jednak żadne przyśpieszanie ruchu obrotowego a odprowadzanie oczyszczonego ośrodka nie odbywa się przez położone naprzeciwko siebie otwory wylotowe.

Z opisów DE-A-28 32 097, DE-A-29 45 951 oraz DE-A-36 15 747 są znane oddzielacze odśrodkowe z rurami wgłębnymi. Żadna z tych znanych postaci wykonania nie przewiduje doprowadzania surowego gazu /a mianowicie mieszaniny substancji i ośrodka/ od wlotu do komory rozdzielającej.

W tych postaciach wykonania gaz surowy - odpływa bezpośrednio po doprowadzeniu i tylko mała jego ilość może ulegać zawirowaniu, przy czym więcej niż połowa mieszaniny nie dostaje się bezpośrednio do komory rozdzielczej.

Z książki Handbuch der Entstaubung wydanej w 1964 r. przez wydawnictwo Selbstverlag der Maschinenfabrik BETH GmbH jest znany odpylacz /patrz strony 94 i 95/, zwany także odpylaczem van Tongerena /patrz jak wyżej rys. 47/. Poddawane odpylaniu gazy wprowadza się w komorze wirowej odpylacza van Tongerena w ruch obrotowy o słabej składowej w kierunku promienia. Cząstki pyłu wędrują do ściany komory wirowej, gdzie razem z małym częściowym strumieniem gazu odsysa się je i w końcu oddziela w cyklonie o odpowiednio mniejszej średnicy. Oczyszczone gazy opuszczają komorę wirową po odwróceniu kierunku ich obrotu przez ukształtowany cylindrycznie układ blach kierujących, przy czym większe cząstki porwane ewentualnie przy tym ruchu zwrotnym powinny być wyrzucane na zewnątrz. Ta postać wykonania odpylacza daje wprawdzie korzyść wynikającą z możliwości oszczędnego gospodarowania przestrzenią, gdyż w przypadku odpylania gazów spalinowych komorę wirową można umieścić w i tak niezbędnym kominie. Wadę tego typu odpylacza stanowi jednak to, że spełnia on niewiele większe wymagania niż pojedynczy cyklon o odpowiednio dużej średnicy.

Celem wynalazku jest zaproponowanie sposobu oddzielania odśrodkowego, to znaczy zwłaszcza oddzielania pyłu lub innych substancji stałych albo cieczy od gazów lub cieczy, a w sformułowaniu ogólnym oddzielania składników o większym ciężarze właściwym od ciekłego lub gazowego ośrodka, przy czym substancja i ośrodek zasadniczo nie mieszają się ze sobą lub nie są w sobie rozpuszczalne, który to sposób można wykonywać przy małym zyżyciu energii i wyższym od dotychczasowych stopniu oddzielania.

Według wynalazku osiąga się to w ten sposób, że przy doprowadzaniu mieszaniny substancji i ośrodka do komory rozdzielczej przyśpiesza się ruch obrotowy tej mieszaniny przez zmniejszanie promienia ruchu obrotowego mieszaniny i że ośrodek odprowadza się przez leżące współosiowo i naprzeciwko siebie otwory wylotowe. Osiąga się to bez potrzeby stosowania jakiegokolwiek dodatkowego napędu.

Ośrodek odprowadza się korzystnie przez otwory, których przekrój, a zwłaszcza promień jest mniejszy od przekroju, a zwłaszcza od promienia wewnętrznego przestrzeni, w której mieszaninę wprawia się w ruch obrotowy.

Korzystnie oddzieloną substancję odprowadza się z komory rozdzielczej w miejscu leżącym naprzeciwko miejsca doprowadzania mieszaniny do tej komory.

Urządzenie do wykonywania sposobu według wynalazku z obudową, z przyrządami do wprowadzania w ruch obrotowy mieszaniny substancji i ośrodka wokół osi równoległej do kierunku przepływu jej strumienia w przestrzeni rozciągającej się wokół osi ruchu obrotowego mieszaniny oraz z komorą rozdzielczą, w której są przewidziane otwory wylotowe dla oczyszczonego ośrodka i dla oddzielonej substancji, charakteryzuje się tym, że do odprowadzania oczyszczonego ośrodka przewidziano dwa otwory leżące współosiowo i naprzeciwko siebie.

Otwory uchodzące do komory rozdzielczej urządzenia mogą stanowić sięgające do tej komory rury wgłębne.

Korzystnym jest, aby mierzony w kierunku poprzecznym względem osi ruchu obrotowego mieszaniny przekrój skuteczny, a zwłaszcza promień przestrzeni rozciągającej się wokół osi był większy niż przekrój skuteczny, a zwłaszcza promień wylotów rur wgłębnych, przez które oczyszczony ośrodek odpływa z komory rozdzielczej.

Zmniejszenie promienia ruchu obrotowego można osiągnąć szczególnie prosto dzięki temu, że urządzenie posiada element kierujący do wytwarzania rozciągającej się wokół osi

164 895 przestrzeni do wprawiania w ruch obrotowy, przy czym patrząc w kierunku osi skuteczny promień elementu kierującego na wylocie poddawanego oczyszczaniu ośrodka z rozciągającej się wokół osi przestrzeni do wprawiania w ruch obrotowy jest większy niż skuteczny promień otworów /rur wgłębnych/, przez które odpływa oczyszczony ośrodek z komory rozdzielczej. Urządzenie może mieć otwór wylotowy dla oddzielonej substancji usytuowany w części obudowy leżącej naprzeciwko rozciągającej się wokół osi przestrzeni, zwłaszcza w dolnej części obudowy.

Rozciągająca się wokół osi przestrzeń do wytwarzania ruchu obrotowego może mieć kształt pierścieniowy lub spiralny.

Pomiędzy rozciągającą się wokół osi przestrzenią a komorą rozdzielczą korzystnym jest usytuowanie przestrzeni pierścieniowej ograniczonej od wewnątrz elementem kierującym a od zewnątrz ścianą obudowy.

Korzystnym jest aby promień ściany obudowy ograniczającej od zewnątrz pierścieniowo ukształtowaną przestrzeń zmniejszał się w kierunku przepływu strumienia mieszaniny i substancji i ośrodka lub aby promień elementu kierującego ograniczającego od wewnątrz przestrzeń pierścieniową zmniejszał się w kierunku przepływu.

Urządzenie może posiadać łopatki kierujące umieszczone w przestrzeni do wytwarzania ruchu obrotowego.

Ponadto w obszarze górnego końca dolnej rury wgłębnej może być umieszczona blacha kierująca, korzystnie o kształcie zwężającej się ku górze pobocznicy stożka ściętego, przy czym blacha kierująca połączona jest swoim końcem o mniejszej średnicy z dolną rurą wgłębną.

Korzystnym jest jeśli przestrzeń uspokojenia ma większy promień zewnętrzny niż komora rozdzielcza.

Obudowa urządzenia może być co najmniej dwuczęściową posiadając przy tym co najmniej jedną część górną i dolną połączone ze sobą za pomocą kołnierza.

W korzystnym wykonaniu wynalazku urządzenie ma w części górnej: rurę do doprowadzania mieszaniny substancji i ośrodka, przestrzeń rozciągającą się wokół osi, przestrzeń pierścieniową, element kierujący i otwór do odprowadzania oczyszczonego ośrodka oraz umieszczone w części górnej: otwór do odprowadzania oczyszczonego ośrodka oraz przewód do odprowadzania oddzielonej substancji.

Przestrzeń rozdzielania i przestrzeń, w której mieszaninę substancji i ośrodka wprawia się w ruch obrotowy mogą stanowić tę samą przestrzeń, przy czym jest ona ograniczona od zewnątrz zasadniczo spiralną ścianą, a od wewnątrz częściowo współosiowymi, leżącymi naprzeciwko siebie, zasadniczo koncentrycznymi, sięgającymi do przestrzeni rozdzielania rurami wgłębnymi.

Oddzielanie substancji od ośrodka można szczególnie prosto zrealizować także w tradycyjnych cyklonach, gdy w obszarze wlotu wbuduje się przesłonę lub inny element, przez którą poddawana rozdzielaniu mieszanina substancji i ośrodka zostanie zmuszona do przepływania poprzez promieniowo zewnętrzną przestrzeń rozciągającą się wokół podłużnej osi, przy czym przez łopatki kierujące zostanie ona równocześnie wprawiona w ruch obrotowy a następnie oczyszczony ośrodek /gaz lub ciecz/ odpływa przez rurę wgłębną posiadającą mniejszy przekrój od przekroju przesłony lub innego elementu wbudowanego, tak że zostaje osiągnięte żądane zmniejszenie promienia ruchu obrotowego.

Cyklon wtórny umieszczony na ścianie obudowy może być wtedy połączony poprzez szczelinę z przestrzenią rozdzielania lub z przestrzenią uspokojenia.

Dla odprowadzania oczyszczonego ośrodka z cyklonu wtórnego umieszczona w cyklonie wtórnym rura wgłębna jest połączona z rurą wgłębną urządzenia.

Pomiędzy rurami wgłębnymi umieszczony może być element kierujący, który posiada korzystnie blachy kierujące przebiegające w kierunku przepływu od wewnątrz do zewnątrz powodujące odwrócenie kierunku przepływu ośrodka przy przejściu z przestrzeni do przestrzeni.

W tradycyjnych cyklonach objętość strumienia mieszaniny oczyszczonej w jednostce czasu jest ograniczona wielkością przekroju rury służącej do odprowadzania oczyszczonego ośrodka.

164 895

W rozwiązaniu według wynalazku przez umieszczenie drugiej rury można znacznie zwiększyć przepustowość urządzenia rozdzielającego, dzięki czemu osiąga się także większe szybkości obrotów a tym samym więcej niż proporcjonalnie większe siły odśrodkowe poddawanego oczyszczaniu ośrodka i większy stopień oddzielenia przy zwiększonej przepustowości.

Ponieważ według wynalazku przewidziano, że mieszaninę substancji i ośrodka wprawia się w ruch obrotowy i zmniejszając promień ruchu obrotowego w celu przyśpieszenia ruchu obrotowego substancji i ośrodka doprowadza ją przez przekrój, którego promień lub pole przekroju są mniejsze od promienia wewnętrznego lub pola przekroju, w której mieszaninę wprawia się w ruch obrotowy, osiąga się większy stopień oddzielania. Ponieważ przy swobodnym wirowaniu i malejącym promieniu ruchu obrotowego szybkość kątowa wzrasta ze względu na zasadę zachowania energii, można według sposobu będącego przedmiotem wynalazku bez dużych nakładów i bez potrzeby stosowania dmuchaw o dużych mocach osiągać duże wydajności rozdzielania i wysokie stopnie oddzielania, gdyż przyśpieszenia w kierunku promienia mogą osiągać wartości aż do 1600 g. Ponadto przy stosowaniu sposobu według wynalazku straty są mniejsze i wynoszą w przybliżeniu połowę strat występujących przy eksploatacji tradycyjnych cyklonów.

Podczas swobodnego wirowania osiąga się przy zwiększonej przepustowości masowej większą szybkość obrotów, gdy przez tę samą przestrzeń przepływa zwiększony strumień masy.

Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony w przykładach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia stycznie zasilane urządzenie rozdzielające w przekroju, fig. 2 - przekrój przez urządzenie rozdzielające z fig. 1 wzdłuż linii II-II, fig. 3 - dalszą postać wykonania urządzenia rozdzielającego w przekroju, fig. 4 - przekrój przez urządzenie rozdzielające z fig. 3 wzdłuż linii III-III, fig. 5 - postać wykonania stycznie zasilanego urządzenia rozdzielającego z cyklonem wtórnym, fig. 6 - przekrój przez urządzenie rozdzielające z fig. 5 wzdłuż linii VI-VI, fig. 7 i 8 - dwie postacie wykonania urządzenia rozdzielającego zasilanego w przybliżeniu przy osi, fig. 9 - przekrój przez stycznie zasilane urządzenie rozdzielające wzdłuż linii IX-IX na fig. 10, fig. 10- przekrój wzdłuż linii X-X przez urządzenie rozdzielające z fig. 9, fig. 11 - dalszą postać wykonania urządzenia rozdzielającego, fig. 12 - przekrój przez urządzenie rozdzielające z fig. 13 wzdłuż linii XII-XII, fig. 13 - przekrój przez urządzenie rozdzielające wzdłuż linii XIII-XIII z fig. 12, fig. 14 i 15 - postać wykonania podobnąjak fig. 9 i 10 oraz fig. 16 i 17 - praktyczną, łatwą do wykonania postać górnej części urządzenia rozdzielającego.

Urządzenie rozdzielające 1, pokazane na fig. 1 i 2, zasila się stycznie przez rurę 2 poddawaną rozdzielaniu mieszaniną substancji i ośrodka. Mieszaninę substancji i poddawanego oczyszczaniu ośrodka wprawia się w ruch obrotowy w przestrzeni spiralnej 5 powstałej między elementem kierującym 6 i ścianą zewnętrzną 4. Wprawiona w ruch obrotowy mieszanina dostaje się przez pierścieniową przestrzeń 17 powstałą między ścianą zewnętrzną 4 a posiadającym kształty opływowe elementem kierujący 3 do przestrzeni oddzielania /komory rozdzielającej 7/.

Do przestrzeni 7 oddzielania sięgają dwie rury wgłębne 8 i 9, przez które odpływa oczyszczony ośrodek.

Obydwie rury wgłębne 8 i 9 są umieszczone współosiowo w stosunku do siebie a średnica rur wgłębnych 8 i 9 jest mniejsza od średnicy elementu kierującego 3 w miejscu przejścia przestrzeni spiralnej 5 w przestrzeń 7 oddzielania, wskutek czego zmniejsza się promień ruchu obrotowego mieszaniny substancji i poddawanego oczyszczaniu ośrodka a jej ruch obrotowy ulega przyśpieszeniu. Górna rura wgłębna 9 przechodzi przez element kierujący 6, przestrzeń spiralną 5 i element kierujący 3.

W przestrzeni 7 oddzielania substancji /lub substancja/ o większym ciężarze właściwym zostają pod działaniem dużej prędkości obrotowej odrzucone na zewnątrz w stronę ściany 10 przestrzeni 7 oddzielania i opadają do przestrzeni 11 uspokojenia. Przy wpływaniu poddawanego oczyszczaniu ośrodka do rur wgłębnych 8 i 9 zmniejsza się promień ruchu obrotowego, wskutek czego wzrasta działanie występujących sił odśrodkowych.

164 895

Nadolnej rurze wgłębnej 8 jest umieszczony elementkierujacy 12 /stożek wierzchołkowy/, który zapobiega temu, aby substancja, która już została oddzielona od ośrodka, została przez strumienie pełzające ponownie przetransportowana do góry z przestrzeni 11 uspokojenia. W dolnej części przestrzeni 11 uspokojenia przewidziano przewód 13 służący do odprowadzania oddzielonej/ych/ substancji.

Aby zapewnić jak najskuteczniejsze uspokojenie poddawanego oczyszczaniu ośrodka i oddzielonych substancji w przestrzeni 11 uspokojenia nadaje się przestrzeni 11 jak największą średnicę zewnętrzną.

Dolna rura wgłębna 8 przechodzi przez przestrzeń 11 uspokojenia na zewnątrz.

Urządzenie rozdzielające 1 z fig. 1 składa się z części górnej 15 i z części dolnej 16, które łączą się ze sobą za pomocą połączenia kołnierzowego 14. Dzięki temu można łączyć ze sobą dowolnie ukształtowane części górne i dolne.

Do postaci wykonania urządzenia rozdzielającego 21, pokazanego na fig. 3 i 4, doprowadza się mieszaninę oddzielanej substancji i poddawanego oczyszczaniu ośrodka przez mniej więcej spiralny kanał dopływowy 22. Następnie mieszanina płynie przez pierścieniową przestrzeń 26 znajdującą się między wewnętrznym elementem kierującym 23 i zewnętrzną ścianą 30 obudowy do przestrzeni 27 oddzielania. Średnica wewnętrzna tej pierścieniowej przestrzeni 26, wyznaczona przez element kierujący 23 oraz jej średnica zewnętrzna, ograniczona przez ścianę 30 obudowy maleją w kierunku przepływu strumienia. Promień ruchu obrotowego mieszaniny substancji i ośrodka zmniejsza się więc w sposób ciągły podczas ruchu na obszarze od spiralnego kanału dopływowego 22 do przestrzeni 27 oddzielania, wskutek czego rośnie prędkość kątowa ruchu obrotowego.

Do przestrzeni 27 oddzielania dochodzą: doprowadzona przez wewnętrzny element kierujący 23 rura wgłębna 29 i leżąca współosiowo naprzeciwko rury 29 rura wgłębna 28. W obszarze przestrzeni 27 oddzielania jest umieszczona na rurze wgłębnej 28 blacha kierująca 32 . która zapobiega temu, aby substancja, która została już oddzielona od ośrodka, była przez strumienie pełzające ponownie transportowana do góry z przestrzeni 31 uspokojenia. Oddzieloną substancję odprowadza się przez rurę 33.

Część górna 35 i część dolna 36 urządzenia rozdzielającego 21 są połączone ze sobą za pomocą kołnierza 34, tak że jest możliwe proste dokonywanie wymiany części górnej 35 lub części dolnej 36.

Na fig. 5 i 6 pokazano postać wykonania urządzenia rozdzielającego 41 z cyklonem wtórnym 51. Mieszaninę poddawanej oddzielaniu substancji i oczyszczanego ośrodka doprowadza się stycznie przez kanał dopływowy 42 wprawiając równocześnie mieszaninę w ruch obrotowy w przestrzeni 45, przy czym substancja o większym ciężarze właściwym zbiera się na ścianie zewnętrznej i wraz z małą ilością ośrodka /częściowy strumień gazu/ odpływa z komory rozdzielczej przez szczelinę 52. Przestrzeń 45 jest oddzielona elementem kierującym 57 z blachami kierującymi 58 od przestrzeni 47 urządzenia rozdzielającego 41. Do przestrzeni 47 sięgają dwie leżące współosiowo naprzeciwko siebie rury wgłębne 48 i 49, przez które odprowadza się oczyszczony ośrodek.

Na ścianie 50 obudowy ograniczającej przestrzeń 45 jest umieszczony cyklon wtórny 51, który jest połączony z urządzeniem rozdzielającym 41 przez szczelinę 52, przebiegającą na całej wysokości przestrzeni 45.

Działaniem ruchu obrotowego mieszaniny substancji i ośrodka w przestrzeni 45 zostaje /ą/ odrzucona /e/ substancja /e/ o większym ciężarze właściwym w stronę ściany 50 obudowy, po której poruszają się one dalej w kierunku obrotów do miejsca, w którym przez szczelinę 52 wpływają wraz z małą ilością wymagającego jeszcze oczyszczenia ośrodka do cyklonu wtórnego 51. W cyklonie wtórnym 51 odbywa się dalsze oddzielanie poddawanego oczyszczaniu ośrodka od substancji o większym ciężarze właściwym, przy czym oczyszczony ośrodek odprowadza się przez rurę wgłębną 53 do rury wgłębnej 48. Oddzieloną /e/ substancję /e/ odprowadza się przez rurę 56.

W przestrzeni 47 jest umieszczony między rurami wgłębnymi 48 i 49 element kierujący 57 z blachami kierującymi 58 i umocowany na obydwóch rurach wgłębnych 48 i 49. Blachy kierujące 58 są tak ukształtowane i umieszczone, że wpływają one w taki sposób na przepływ

164 895 strumienia ośrodka z przestrzeni 45 i z przestrzeni oddzielania 47, iż wzrasta jeszcze bardziej stopień oddzielenia.

Urządzenie rozdzielające 41 może być podzielone na dwie połączone ze sobą części 55 i 56, tak jak jest to możliwe także w przypadku innych postaci wykonania wynalazku, co umożliwia prostą wymianę jednej lub drugiej z części 55 i 56, jak również wyposażenie urządzenia rozdzielającego w dodatkową, drugą rurę wgłębną.

Do urządzenia rozdzielającego 60 pokazanego na fig. 7 doprowadza się mieszaninę substancji i ośrodka przez rurę 62 i wprawia się ją w ruch obrotowy za pomocą łopatek kierujących 66 w pierścieniowej przestrzeni 65 między elementem kierującym 63 i ścianą zewnętrzną 64. W przestrzeni 67 oddzielania rozdziela się poddawane oddzielaniu substancje od ośrodka a następnie odprowadza ośrodek osiowo przez leżące współosiowo naprzeciwko siebie rury wgłębne 68 i 69. Rura 68 jest umieszczona współosiowo z rurą 62, przez którą doprowadza się mieszaninę.

Oddzieloną substancję odprowadza się przez przestrzeń 70 między rurą wgłębną 69 a zwężającą się w kierunku do dołu ścianą zewnętrzną 71 obudowy.

Na fig. 8 jest pokazane urządzenie rozdzielające 72, do którego mieszaninę poddawanej oddzielaniu substancji i oczyszczanego ośrodka doprowadza się rurę 73. W rurze 73 jest umieszczona współosiowo rura wgłębna 77 oraz leżąca współosiowo naprzeciwko niej rura wgłębna 78. Przez rury wgłębne 77 i 78 odprowadza się ośrodek z urządzenia rozdzielającego 72. Między rurą wgłębną 77 a ścianą 75 rury znajduje się pierścieniowa przestrzeń 74, w której mieszaninę poddawanej oddzielaniu substancji i oczyszczanego ośrodka wprawia się łopatkami kierującymi 76 w ruch obrotowy.

Między rurą 73 lub rurą wgłębną 77 i rurą wgłębną 78 leży przestrzeń 79 oddzielania /przestrzeń rozdzielania/. Przestrzeń 79 oddzielania jest ograniczona od zewnątrz ścianą 80. Ściana zewnętrzna 80 obudowy może posiadać korzystną dla przepływu postać przekroju, zwężającą się w kierunku odpływu, zaznaczoną kreskowaną linią.

Oddzieloną substancję odprowadza się przez rurę 81.

Urządzenie rozdzielające 60 /fig. 7/ może posiadać część górną 83 i część dolną 84, połączone ze sobą za pomocą kołnierza 82, a urządzenie rozdzielające 72 /fig. 8/ połączone ze sobą za pomocą kołnierza 85 części górną i dolną 86 i 87.

Cyklon wtórny 51 może być zastosowany także w pokazanych na fig. 1-4, 7 i 8 urządzeniach rozdzielających 1,21, 60 i 72, przy czym w pokazanych na fig. 1-4 urządzeniach rozdzielających może być umieszczony zwłaszcza w przestrzeni 11,31 uspokojenia.

Do urządzenia rozdzielczego 90, pokazanego na fig. 9 i 10, doprowadza się mieszaninę, poddawanej oddzielaniu substancji i oczyszczanego ośrodka za pomocą mniej więcej spiralnego kanału 91. Kanał spiralny 91 otacza górną /92/ spośród dwóch współosiowych leżących naprzeciwko siebie rur wgłębnych 92 i 93. Poddawaną rozdzielaniu mieszaninę wprawia się w ruch obrotowy w przestrzeni 94 jaką tworzy mniej więcej spiralny kanał 91. Z przestrzeni 94 mieszanina płynie do przestrzeni 95 oddzielania, z której oczyszczony ośrodek odprowadza się rurami wgłębnymi 92 i 93. Oddzielona substancja lub oddzielone substancje opada /opadają/ na dół wzdłuż ściany 96 przestrzeni oddzielania.

Oddzielona substancja opada dalej wzdłuż zwężającego się do dołu leja 97, z którym łączy się połączony z rurą wgłębną 93, rozszerzający się stożkowato do dołu element kierujący 98. Możliwa jest także postać wykonania bez leja 97, w której wówczas element kierujący 98 analogicznie jak pokazano na fig. 11 - sięga blisko przed ścianę obudowy. Rozwiązanie takie zapobiega temu, aby oddzielona już substancja była ponownie zasysana do góry, do przestrzeni 95 oddzielania. Oddzieloną substancję odprowadza się następnie do dołu przez rurę 99. Takie postacie wykonania pokazano także na fig. 14 i 15. Fig. 14 pokazuje także, że rury wgłębne 92 i 93 sięgają na rożne odległości do przestrzeni 95 oddzielania. Zarówno w postaci wykonania pokazanej na fig. 9 jak i na fig. 14 można zrezygnować z blachy kierującej 94’.

Rury wgłębne 92 i 93 w tym przykładzie wykonania są na zewnątrz komory rozdzielczej zagięte i posiadają na swoich końcach zewnętrznych kołnierze 100, służące do przymocowywania innych elementów konstrukcyjnych.

164 895

Na fig. 11 jest pokazana postać wykonania urządzenia rozdzielającego 101, która również posiada dwie sięgające do przestrzeni oddzielania 104, współosiowe w stosunku do siebie rury wgłębne 105 i 106. Mieszaninę doprowadza się w tej postaci wykonania przez stożkowaty kanał 102 lub przez tarczowatą przestrzeń, rozciągającą się wokół rury wgłębnej 105. W kanale 102 są umieszczone blachy kierujące 103, które wprawiają dopływającą mieszaninę w ruch obrotowy.

Dolna rura wgłębna 106 posiada element kierujący 107, który zapobiega przepływaniu do góry oddzielonych już substancji. Dolna rura wgłębna 106 jest zagięta poniżej elementu kierującego 107 i wprowadzona na zewnątrz. Oddzielony materiał odprowadza się z urządzenia rozdzielającego 101 przez rurę 108.

Do pokazanego na fig. 12 i 13 urządzenia rozdzielającego 110 doprowadza się analogicznie jak do urządzenia rozdzielającego 101 pokazanego na fig. 11 poddawaną rozdzielaniu mieszaninę przez stożkowaty kanał 111 /lub tarczowatą przestrzeń/, wprawiają w ruch obrotowy za pomocą łopatek 112 a oczyszczony ośrodek odprowadza z przestrzeni 113 oddzielania przez leżące współosiowo naprzeciwko siebie rury wgłębne 114 i 115.

Ściana zewnętrzna 117 przestrzeni 113 rozdzielania posiada szczelinę 119, poprzez którą przestrzeń 113 rozdzielania łączy się z rurą 118 równoległą do przestrzeni 113 rozdzielania. Oddzieloną substancję lub oddzielone substancje odprowadza się przez szczelinę 119 do rury 118 a z rury 118 z jej końca dolnego 120. Rura 119 może być wykonana jako cyklon wtórny, przez co można osiągnąć większy stopień oddzielenia w urządzeniu rozdzielającym 110.

Na końcu dolnym przestrzeni 113 oddzielania może być przewidziany rozszerzający się do dołu stożkowy element kierujący 116, którego koniec górny jest połączony z rurą wgłębną

115 a koniec dolny z dnem 121 urządzenia rozdzielającego 110. Tym elementem kierującym

116 można zapobiegać, aby w obszarach naroży dnem 121 urządzenia rozdzielającego a rurą wgłębną 115 zbierała się oddzielona substancja.

We wszystkich opisanych postaciach wykonania można umieścić element kierujący między rurami wgłębnymi, tak jak to już przedstawiono na fig. 5 i 6. Przez wbudowanie takich elementów można uniknąć strat ciśnienia i szczytowych prędkości ośrodka. Można przy tym także przyjąć rozwiązanie, że obydwie leżące naprzeciwko siebie rury wgłębne zostają połączone w jedną rurę, wykonaną jako rura przelotowa, a oczyszczony ośrodek dopływa do wnętrza tak połączonych z sobą rur wgłębnych przez prostą lub wykonaną w postaci linii śrubowej szczelinę a we wnętrzu rury może odpływać w przeciwległych kierunkach.

Figury 16 i 17 pokazują w widoku z boku lub z góry /przy myślowo przejrzystej pokrywie górnej/ praktyczną postać wykonania części górnej urządzenia rozdzielającego 130 według wynalazku. Spiralny kanał 131, przez który doprowadza się poddawaną rozdzielaniu mieszaninę, sporządza się z zawsze a tym samym kierunku wygiętych wykrojów blaszanych. Pomimo tego przejście z krawędzi kanału 131 do przestrzeni 132 rozdzielania jest korzystne dla przepływu.

164 895

131

164 895

Fig. 11

164 895

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

4/

Fig. 8

164 895

Fi g. 3

164 895

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób odzielania substancji od ośrodka ciekłego lub gazowego ośrodka za pomocą sił odśrodkowych, przy czym substancja posiada ciężar właściwy różny od ciężaru właściwego ośrodka, zwłaszcza sposób oddzielania substancji o większym ciężarze właściwym od strumienia cieczy lub gazu. według którego płynącą mieszaninę substancji i ośrodka wprawia się w ruch obrotowy wokół osi równoległej do kierunku przepływu jej strumienia a obracającą się mieszaninę substancji i ośrodka doprowadza się do przestrzeni rozdzielania i odprowadza substancję oddzielnie od ośrodka, znamienny tym, że przy doprowadzaniu mieszaniny substancji i ośrodka do komory rozdzielczej przyśpiesza się ruch obrotowy tej mieszaniny przez zmniejszenie promienia ruchu obrotowego mieszaniny i że ośrodek odprowadza się przez leżące naprzeciwko siebie otwory wylotowe.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ośrodek odprowadza się przez otwory, których przekrój, a zwłaszcza promień jest mniejszy od przekroju, a zwłaszcza od promienia wewnętrznego przestrzeni, w której mieszaninę wprawia się w ruch obrotowy.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że oddzieloną substancję odprowadza się z komory rozdzielczej w miejscu leżącym naprzeciwko miejsca doprowadzania mieszaniny do tejże komory.
4. Urządzenie do oddzielania substancji od ośrodka ciekłego lub gazowego ośrodka za pomocą sił odśrodkowych, przy czym substancja posiada ciężar właściwy różny od ciężaru właściwego ośrodka, zwłaszcza do oddzielania substancji o większym ciężarze właściwym od strumienia cieczy lub gazu, posiadające obudowę z urządzeniami do wprawiania w ruch obrotowy mieszaniny substancji i ośrodka wokół osi równoległej do kierunku przepływu jej strumienia w przestrzeni rozciągającej się wokół osi ruchu obrotowego mieszaniny oraz komorą rozdzielczą, w której znajdują się otwory wylotowe dla oczyszczonego ośrodka i dla oddzielonej substancji, znamienne tym, że do odprowadzania oczyszczonego ośrodka ma dwa otwory 18, 9,28,29,48,49,68,69,77,78, 92, 93,105,106,114,115/ leżące współosiowo i naprzeciwko siebie.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że otworami /8,9,28,29,48,49,68,69, 77, 78, 92, 93,105,106,114,115/ uchodzącym do komory rozdzielczej /7, 27, 47, 67, 79, 95, 104,113,132/ są sięgające do komory rozdzielczej /7, 27, 47, 67, 79, 95,104,113,132/ rury wgłębne.
6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że mierzony poprzecznie w stosunku do osi ruchu obrotowego mieszaniny przekrój skuteczny, a zwłaszcza promień przestrzeni /5, 25, 45, 65 74, 102,111, 131/ rozciągający się wokół osi, jest większy niż przekrój skuteczny a zwłaszcza promień wylotów rur wgłębnych /8, 9, 28,29,48,49,68,69,77,78,92, 93,105,1θ6,114,115/, przez które oczyszczony ośrodek odpływa z komory rozdzielczej /7,27, 47,67,79,95,104,113,132/.
7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że posiada element kierujący /3, 6, 23, 63/ do wytworzenia rozciągającej się wokół osi przestrzeni /5, 25, 65/ do wprawiania w ruch obrotowy, przy czym patrząc w kierunku osi skuteczny promień elementu kierującego na wylocie poddawanego oczyszczaniu ośrodka z rozciągającej się wokół osi przestrzeni /5, 25, 65/ do wprawiania w ruch obrotowy jest większy niż skuteczny promień otworów /8,9,28,29,68,77, 78,92,93,105,106,114,115/ przez które odpływa oczyszczony ośrodek z komory rozdzielczej /7, 27, 67/.
8. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że ma otwór wylotowy /13, 33, 70,81,99,108/ dla oddzielonej substancji usytuowany w leżącej naprzeciwko rozciągającej się

164 895 wokół osi przestrzeni /5, 25, 45, 65, 74, 94, 103, 111, 131/ zwłaszcza w dolnej części obudowy.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że rozciągająca się wokół osi przestrzeń /65, 74,102,111/ do wywoływania ruchu obrotowego jest pierścieniowa.
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że rozciągająca się wokół osi przestrzeń /5, 25,45, 94,131,/ do wywoływania ruchu obrotowego jest spiralna.
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że między rozciągającą się wokół osi przestrzenią /5,25/ a komorą rozdzielczą /7, 27/ znajduje się przestrzeń pierścieniowa /17, 26/, która od wewnątrz jest ograniczona elementem kierującym /3, 23/ a od zewnątrz ścianą/10,30/ obudowy.
12. Urządzenie według zastrz. 8, znamienny tym, że promień ściany obudowy ograniczającej od zewnątrz pierścieniowo ukształtowaną przestrzeń /17, 26/ zmniejsza się w kierunku przepływu mieszaniny substancji i ośrodka.
13. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, znamienny tym, że promień elementu kierującego /3,23/ ograniczającego od wewnątrz przestrzeń pierścieniową /17,26/, maleje w kierunku przepływu.
14. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że w przestrzeni /65, 74,102,111/ do wytwarzania ruchu obrotowego posiada łopatki kierujące /66, 76,103,112/.
15. Urządzenie według zastrz. 8. znamienne tym, że w obszarze górnego końca dolnej rury wgłębnej /8, 28, 93,106/jest umieszczona blacha kierująca /12, 32, 48,107/.
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że blacha kiemjąca/12, 32, 98,107/ ma kształt zwężający się ku górze pobocznicy stożka ściętego i że blacha kierująca/12,32, 98, 107/jest połączona swoim końcem o mniejszej średnicy z dolną rurą wgłębną/8, 28, 93,106/.
17. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że przestrzeń /11, 31/ uspokojenia ma większy promień zewnętrzny niż komora rozdzielcza /7. 27/.
18. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym/ że obudowa komory, w której znajdują się otwory do odprowadzania oczyszczonego ośrodka jest co najmniej dwuczęściowa i posiada co najmniej jedną część górną /15, 35, 56, 83, 86, 90/ i część dolną /16, 36, 55, 84, 87, 90/, które są połączone ze sobą za pomocą kołnierza /14, 34,54, 82, 85, 90/
19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że w części górnej /15,35,56,83,86, 90’/ ma: rurę 72, 22, 42, 62, 73, 91/ do doprowadzania mieszaniny substancji i ośrodka, rozciągająca się wokół osi przestrzeń /5, 25, 45, 65, 74, 94/, przestrzeń pierścieniową/17, 26/, element kierujący /3,6,23,63/ i otwór/9,29,48, 68,77,92/ do odprowadzenia oczyszczonego ośrodka i że dalszy otwór /8,28,49,69,78, 93/ do odprowadzania oczyszczonego ośrodka oraz przewód /13, 33, 56, 70, 81, 99/ do odprowadzania oddzielonej substancji są umieszczone w części dolnej /16, 36, 55, 84, 87, 90/.
20. Urządzenie według zastrz. 18 albo 19, znamienne tym, że przestrzeń/47/ rozdzielania i przestrzeń /45/, w której mieszaninę substancji i ośrodka wprawia się w ruch obrotowy, są tą samą przestrzenią, przy czym ta przestrzeń /45, 47/ jest ograniczona od zewnątrz zasadniczo spiralną ścianą/44,50/ a od wewnątrz częściowo współosiowymi, leżącymi naprzeciwko siebie koncentrycznie umieszczonymi, sięgającymi do przestrzeni /47/ rozdzielania rurami wgłębnymi /48,49/.
21. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zawiera cyklon wtórny /51, 118/ umieszczony na ścianie/50,117/obudowy połączony poprzez szczelinę/52,119/ z przestrzenią /45, 47,113/ rozdzielania.
22. Urądzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że cyklon wtórny jest połączony poprzez szczelinę z przestrzenią/11, 31/ uspokojenia.
23. Urządzenie według zastrz. 21 albo 22, znamienne tym, że umieszczona w cyklonie wtórnym /51/ rura wgłębna /53/ jest połączona z rurą wgłębną /8, 9, 28, 29, 48, 49/ dla odprowadzania oczyszczonego ośrodka z cyklonu wtórnego /51/.
24. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że między rurami wgłębnymi /8, 9; 28, 29; 48, 49, 68, 69, 77, 78, 92, 93,105,106,114,115/jest umieszczony element kierujący /57/.

164 895
25. Urządzenie według zastrz. 24, znamienne tym, że element kierujący /57/ posiada blachy kierujące /58/, które przebiegają w kierunku przepływu od wewnątrz do zewnątrz i powodują odwrócenie kierunku przepływu ośrodka przy przejściu z przestrzeni /45/ do przestrzeni /47/.