DE2850768A1

DE2850768A1 - Vorreiniger fuer verbrennungsmaschinen

Info

Publication number: DE2850768A1
Application number: DE19782850768
Authority: DE
Inventors: James E Lodstone; Richard J Osendorf
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1979-05-31
Also published as: GB2008986A; AU4191978A; FR2410143A1; BE872291A; DE2850768C2; GB2008986B; ES475366A1; US4218223A; IT7830190A0; FR2410143B1; JPS5485479A; DE7834796U1; CA1097161A; AU509640B2; IT1100584B; JPS5738302B2

Description

Donaldson Company, Inc., 1400 West 94th Street, Minneapolis, Minnesota 55 431 (V.St.A.)

"Vorreiniger für Verbrennungsmaschinen"

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Luftreinigung und bezieht sich insbesondere auf einen neuen Luftreiniger, der als Vorreiniger in Verbindung mit landwirtschaftlichen Maschinen benutzt wird, die in mit Häcksel beladener Luft eingesetzt werden.

In solchen Umgebungen ist die Lebensdauer eines allein benutzten Luftfilters unwirtschaftlich kurz und in der Praxis wurde bisher so vorgegangen, daß ein Zentrifugalreiniger in die Leitung für die Umgebungsluft zum Filter eingeschaltet wurde, um derart die größeren Partikelchen, die sonst das Filter zu schnell verstopfen würden, auszuscheiden. In solchen Einrichtungen wird der Zentrifugalreiniger als Vorreiniger bezeichnet. Durch den Einsatz dieses Vorreinigers oder Zentrifugalsichters wird die Lebensdauer und damit die Wirtschaftlichkeit des eigentlichen Luftfilters erheblich erhöht, und wenn der Vorreiniger ausreichend gespült und gereinigt wird, wird hierdurch ein allgemein einsetzbares System geschaffen.

Hierbei ist es bekanntgeworden, einen Zentrifugalvorreiniger einzusetzen, der eine geschlossene Haube und eine vertikale Achse aufweist, wobei die Umgebungsluft in spiralförmigen Führungen um

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den oberen Teil der Vorrichtung herumgeführt wird. Die gereinigte Luft wird über einen Axialauslaß in dem sonst geschlossenen Boden abgezogen, wobei im oberen Teil eine tangentiale Reinigungsöffnung vorgesehen ist, die an einen entsprechenden Ansaugapparat angeschlossen werden kann, um kontinuierlich die aufgrund der Zentrifugalwirkung abgeschiedenen Partikelchen abzuziehen. Der Hauptstrom des Reinigers ist wendelförmig nach unten gerichtet und ein parasitärer Wirbelstrom von Luft ist im oberen Teil des Reinigers vorhanden.

Diese Anordnung hat mehrere Vorteile, aber den Nachteil, daß sie unvollkommen arbeitet, insbesondere dann, wenn die Umgebungsluft der Vorrichtung mit Verschmutzungen versehen ist, die eine geringe Dichte aufweisen, wie beispielsweise Häckselteilchen. Es wurde dabei herausgefunden, daß ein erheblicher Anteil dieser Teilchen nach oben in den Wirbelstrom abgelenkt wird, und zwar während des Vorganges des Vorreinigens, um so eine kontinuierlich rotierende zentrale Masse im oberen Teil des Vorreinigers zu schaffen. Wenn der Luftstrom stillgesetzt wird, beispielsweise durch Abschalten einer mit Luft versorgten Maschine, wird auch dieser Wirbelstrom stillgesetzt und die umlaufende Masse von Häcksel fällt einfach nach unten in die Auslaßleitung und wird somit in den dann nachfolgend verlangten und wieder erzeugten Luftstrom eingeführt. Dies führt zu erheblichen Störungen.

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Die vorliegende Erfindung vermeidet den vorstehend erläuterten Nachteil dadurch, daß der Vorreiniger mit zusätzlichen Belüftungsöffnungen in Form einer Vielzahl von schmalen radialen Öffnungen oder Auslässen im oberen Teil desselben ausgerüstet wird. Diese Öffnungen führen dem Vorreiniger eine bestimmte Menge von Umgebungsluft zu, die, obgleich sie in ihrer Menge im Verhältnis zu den durch die Wendeln zugeführte Luft relativ gering ist,
doch ausreicht, sowohl hinsichtlich der Menge wie auch hinsichtlich der Richtung, um das Bilden eines zentralen Wirbels in dem oberen Teil des Vorreinigers zu verhindern,so daß keine Teilchenansammlung hier oben erfolgen kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Einrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den
Ansprüchen hervor.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, ohne daß hierauf die Erfindung beschränkt ist.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Vorreiniger gemäß

der Erfindung, wobei einige Teile weggebrochen oder im Schnitt dargestellt sind und mit sich
anschließenden Mitteln, die gestrichelt dargestellt sind, in

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Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß der Linie 2 - 2 in Fig. 1

und in den

Fig. 3 größere Teilschnitte und Einzeldarstellungen des ^un erfindungsgemäßen Vorreinigers.

Der in der Zeichnung dargestellte Vorreiniger weist ein Gehäuse 11 mit einer zylindrischen Wand 12 auf, wobei die Achse 13 vertikal ausgerichtet ist. Der Boden 14 der Vorrichtung wird durch eine ringförmige Wand 15 verschlossen, durch die eine axiale Auslaßleitung 16 für die vorgereinigte Luft führt, die bei 17 mit entsprechenden Schlitzen zum Anschluß einer Klammer 18 ausgerüstet ist, die zu einer vertikalen Leitung 19 gehört, die zu einer nicht dargestellten Maschine führt, an die der Vorreiniger angeschlossen werden soll und die ein Luftfilter oder eine zweite Filtereinrichtung aufweisen kann, wenn dies gewünscht wird. Die Auslaßleitung 16 führt in das eigentliche Gehäuse 11 über ein gewisses Maß hinaus hinein, um damit in Verbindung mit der Wand eine ringförmige Kammer 20 zu schaffen. Die Wand 15 ist dicht mit dem Gehäuse 11 bei 21 und bei 22 mit der Leitung 16 verbunden. Eine solide Verschlußvorrichtung 23 wird auf das Gehäuse am oberen Ende dicht und fest aufgesetzt und vorzugsweise ist eine Regenkappe 24 mit der Verschlußvorrichtung 23 verbunden, es sei dann, daß eine solche zusätzliche Schutzvorrichtung nicht verlangt wird.

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Ein Satz von zehn nach innen gerichteten Leitblechen 25 sind gleichmäßig im oberen Bereich des Gehäuses verteilt angeordnet, um somit den Haupteinlaß für die Umgebungsluft für den Vorreiniger zu schaffen. Die Leitbleche sind wendelförmig ausgerichtet mit einer Wendelachse von 35°, um derart der eintretenden Luft eine tangentiale und leicht nach unten gerichtete Bewegungskomponente zu erteilen. Eine seitliche öffnung 26 ist nahe dem Boden des Gehäuses 11 vorgesehen, und zwar unterhalb der Oberkante der Leitung 16. Mit dieser öffnung ist eine Tangentialleitung 27 verbunden, die bei 28 an eine entsprechende Ansaugvorrichtung 30 angeschlossen werden kann, die üblicherweise über die Abgasleitung einer Maschine betrieben wird, wobei die Zuführung bei 31 erfolgt. Die Richtung der Tangentialität der Leitung 27 wird natürlich auf die Flußrichtung der Luft durch den Vorreiniger abgestimmt und der Auslaß durch die Leitung 28 kann bei etwa 10% der Gesamtausflußmenge der Vorrichtung liegen.

Am oberen Ende des Vorreinigers an der Unterkante der inneren Fläche der Verschlußvorrichtung 23 sind eine Anzahl von sekundären Belüftungsöffnungen 32 angeordnet, die symmetrisch um die Achse des Gehäuses 11 angeordnet sind. In der Zeichnung sind vier solcher Lufteinlaßleitungen vorgesehen und höchstwahrscheinlich ist dies die kleinste Anzahl,die erforderlich ist. Die symmetrische und axiale Anordnung dieser Einlaßöffnungen ist kritischer als ihre tatsächliche Größe und Anzahl. Hierbei wurde herausgefunden, daß der Gesamteinlaßbereich etwa einem 15tel des Bereiches der Leitbleche entsprechen sollte und daß ein solcher Wert vollkommen

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ausreichend ist, um einen Wirbeleffekt von Häcksel und damit ein Ansammeln von Häcksel im oberen Teil des Vorreinigers zu vermeiden.

Bei einer erfolgreichen erprobten Ausführungsform der Erfindung wurden folgende Werte gefunden:

Durchmesser des Gehäuses 11 Länge des Gehäuses 11· Anzahl der Leitbleche 25 Gesamtleitblechbereich Anzahl, der Lufteinlaßöffnungen 32 Gesamter Einlaßbereich Durchmesser der Leitung 16 Durchmesser der Leitung 26 Durchsatzleistung Widerstand bei 12,7m³

Die Wirkungsweise des neuen Luftreinigers innerhalb eines Systems ist wie folgt:

Wenn die Maschine arbeitet, wird Luft durch die Leitung 19 angesaugt und die Abgase der Maschine werden bei 31 der Ansaugvorrichtung 30 zugeführt, so daß ein Ansaugeffekt bei 26 erzielt wird. Hieraus resultiert, daß Luft in den Vorreiniger durch die Leitbleche 25 hindurch angesaugt wird und in einem geringeren Ausmaß durch die Belüftungsöffnungen 33, um durch die Leitung 16

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22,9	6,4	cm
24,8	11,4	cm
10	3,8
96,7	12,7	cm²
4	01
cm²
cm
cm
m³
mm H-O

und in einem kleineren Ausmaß durch die Leitung 27 zu fließen. Der Hauptluftstrom im Gehäuse 11 ist wendelförmig nach unten gerichtet und die Drehkomponente bewirkt eine Zentrifugalwirkung der Feststoffteilchen radial nach außen, um dann aufgrund der Schwerkraft nach unten in den Bereich der inneren Wandung des Gehäuses 11 in den Kanal 20 geführt zu werden. Von hier werden diese Teilchen durch die Ansaugkraft durch die Leitung 28 abgeführt und mit den Abgasen über die Ansaugleitung 30 abgegeben.

Da die Umgebungsluft innerhalb der Luftleitbleche 25 beschleunigt wird, werden einige der Feststoffteilchen an der Rückseite des folgenden Leitbleches anstoßen und nach oben abgelenkt, selbst dann, wenn eine ausreichende Tangentialbewegung besteht. Diese Partikelchen gelangen in den kleinen radial gerichteten Luftstrom, der durch die Belüftungsöffnungen 32 zugeführt wird und werden mit der Luft getragen, wenn diese nach unten und dann wendelförmig in den Hauptstrom eingeführt wird, so daß nicht nur die vorerwähnten abgelenkten Feststoffpartikelchen, sondern auch alle die Feststoffpartikelchen, die mit durch die Lufteinlaßöffnung 32 angesaugt worden sind, durch Zentrifugalkraft abgeschieden und abgeführt werden.

Es ist offensichtlich, daß aufgrund der reinigenden Wirkung der Lufteinlaßöffnungen 32 für Feststoffteilchen keinerlei Möglichkeit besteht, sich als umlaufende Masse im oberen Teil des Vorreinigers aufzubauen, da dieser Bereich stets durch die durch die öffnungen 32 eintretende Luft gereinigt wird.

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Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daS im vorstehenden und insbesondere in den Zeichnungen nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert worden ist und daß demgegenüber Abänderungen möglich sind, ohne daß hierdurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

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Leerseite

Claims

Ansprüche:

Luftreiniger mit einem Gehäuse und vertikaler Achse sowie einer zylindrischen Wandung, einem festen Deckel und einem Bodenverschluß mit einem axialen Reinluftauslaß und umfangsmäßig angeordneten Lufteinlaßmitteln zur Erstellung eines Zentrifugalluftflusses im Gehäuse, gekennzeichnet durch Belüftungsöffnungen (32) zur Zuführung von Reinigungsluft in das Gehäuse (11) oberhalb von den Umfangsstrom schaffenden Luftleitblechen (25) .
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Luftreiniger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen axialen, in das Gehäuse (11) vorstehenden Reinluftauslaß (16), der eine ringförmige Kammer (20) schafft, an der seitlich eine Spülauslaßöffnung unterhalb des oberen Endes der Leitung (16) anschließt und eine Vielzahl von wendelförmig angeordneten Leitblechen (25) für die Umgebungsluft zur Erzeugung einer im allgemeinen nach unten gerichteten Hauptluftspirale, wobei die Belüftungsöffnungen (32) oberhalb der Leitbleche (25) angeordnet sind, und zwar in Nähe der Verschlußvorrichtung (23) .

Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Mittel (18, 19^um die Auslaßleitung (16) an die Einlaßleitung einer Verbrennungsmaschine anzuschließen und eine Ansaugleitung (26, 27, 28, 30, 31), die an die Auspuffleitung der Maschine zur Erzeugung eines Reinigungsstromes innerhalb der Kammer (20) anschließt.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußvorrichtung (23) eine Regenkappe (24) aufweist, die die zusätzlichen Belüftungsöffnungen (32) übergreift.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnungen (32) gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.

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6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der^vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitbleche

(25) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

7. · Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Öffnungen für die Hauptluft und die Zusatzluft im Verhältnis 15 : 1 steht.

8. Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zentrifugalreinigung von Luft ein kleiner Luftanteil als Zweitluftstrom in den Reiniger im Bereich des oberen Endes desselben zugeführt wird=

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