KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 12 (6)
PATENTNI SPIS BR. 14604

INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 FEBRUARA 1939.
Dr. Ing. Feifel Eugen, Wien, Nemačka.
Centrifugalna komora za odvajanje fizičkih mešavina.
Prijava od 10 januara 1938.	Važi od 1 septembra 1938.
Naznačeno pravo prvenstva od Ifi januara 1937 (Austrija).
Pronalazak se odnosi na poboljšanje pod nazivom »cikloni« poznatih centrifugalnih prečistača, koji služe za izdvajanje iz gasova čvrstih ili kaplj-ivo tečnih primešalo.
Poznati najjednostavniji oblik i dejstvo kakvog ciklona jesu sledeči: U kakvu centrifugalnu komoru sa kružno cilindričnim ili spiralnim omotačem se mešavina koja treba da se odvaja tako uvodi, da postaje kružno strujanje, dakle, n. pr. kroz kakvu tangencijalno postavljenu u-lazmu cev. Pod dejstvom centrifugalnih sila treba specifično teži delići mešavine da teže ka zidu centrifugalne komore, gde se zatim pod dejstvom svoje sopstvene težine mogu spuštati i dospeti u kakav prostor za prikupljanje. Očišćeni gas tada napušta centrifugalnu komoru kroz kakav središni ispusmi otvor.
Stepen dejstva takvog jednog jednostavnog ciklona je često nedovoljan, kad su u pitanju veoma sitna laka prašina ili veoma velike količine gasa, kad dakle ciklon dobija velike razmere. Razlog za nezadovaljavajući stepen dejstva u takvim slučajevima je sledeči:
Da bi došao do središnog izlaznog otvora, gas mora osim kružnog strujanja imati i radijalno strujanje, i to ova radijalna brzina raste pri približavanju osi. Us led ove radijalne brzine deluje na svaki delić prašine osim prema upolje upravljene centrifugalne sile još jedna prema unutra upravljena sila vučenja, koja postaje u toliko veća, u koliko delić bliže prilazi ka osi.
Jedan delić može samo tada težiti ka zidu ciklona, kad je njegova centrifugalna sila veća no ova sila vučenja. Ako su obe sile jednako velike, to delić prašine zadržava svoje rastojanje od ose i ovde se spušta prema dole slično kao niz zid ciklona. Ali ako do izlaznog otvora centrifugalna sila ostaje uvek manja no sila vučenja, to se ovaj delić ne može izdvojiti.
Da bi što je moguće manje delića dostiglo izlazni otvor, mora centrifugalna sila i u blizini ose centrifugalne komore ostati velika, ili još bolje, ona treba da se povećava spolja prema unutra. Najbolje kružeće strujanje je dakle ono strujanje, koje se povećava spolja prema unutra: O-vo je u idealnom slučaju potencijalna matica po zakonu (r.vu = Konstanta).
Pronalazak postiže poboljšanje ci-klonskog dejstva time, što se za što je moguće više delića prašine pre njihovog dolaska ka izlaznom otvoru prinudno uspostavlja ravnoteža između radijalno prema unutra upravljene sile vučenja i centrifugalne sile.
Na priloženom nacrtu, sl. 1 i 2, je sa A označena centrifugalna komora kakvog poznatog jednostavnog ciklona, u koju gas koji treba da se čisti ulazi kod I tangencijalno sa brzinom ve na srednjem ra-stojauju re ulaznog preseka fe. Središni izlazni otvor je označen sa 0, poluprečnik izlaznog otvora je označen sa ra. Izdvojena prašina se uklanja dole kod D.
Putanja jednog delića prašine je u izgledu odozgo (si. 2) označena sa Bi. Ako na ovoj putanji ostaje proizvod
Din. 15 —
r. vu = konstantan =--re. ve> ako je dakle uvek
vu = Fe r^e to ikružeće strujanje gasa
obrazuje potencijalnu maticu. Na delić prašine u raslojanju r od ose deluje centrifugalna sila C prema uipolje, a sila P vučenja prema unutra, vidi si. 2. Da delić ne bi mogao dostići izlazni otvor, moira dakle P biti uvek manje ili u krajnjem slučaju biti jednako C.
Pronalazak ovo postiže time, što se veličina, oblik i ograničenje izlaznog otvora tako izvode, da u centrifugalnoj komori A postaje približno potencijalno strujanje po zakonu r.vu = konstanta = re.ve
Pošto u svakom potencijalnom vrtlogu (matici) postaje jezgreni prostor izve-snog određenog prečnika 2rj , koji ne sle-duje više zakonu da je r.eu = konstantno, to je podesno da se izlazni otvor sa prečnikom 2rd pomoću rasporeda kakvog čvrstog jezgra prečnika 2 r, ;zvede u vidu kružnog prstena. Time se izbegavaju smetnje, koje mogu poticati od gasom punjenog jezgrenog prostora. Ali prečnik 2fj jezgra ne srne biti biran proizvoljno.
Na si. 3 i 4 je pokazan jedan ciklon sa čvrstim jezgrom J za strujanje; u tavanici W centrifugalne komore postaje usled ovog jezgra J ispusni otvor u vidu kružnog prstena sa radijalnom širinom (ra —n). Ogledi i račun pokazuju, da ciklon ima dobro dejstvo ako (ra:ri) nije veće od 1,5. Prečnik 2n zavisi od veličina fe, re i ra, i to tako., da odnos preseka fe ulaza prema proizvodu iz njegovog srednjeg ra-stojanja re između osa i poluprečnika izlaznog otvora ra treba da bude manji od 1,5.
Da bi delić prašine imao vremena, da se spusti prema dole, dakle da dospe u prostor za otpatke, njegova putanja Bi (si. 2) treba da često okružuje osu. U svakom slučaju odnos (re : ra ) ne treba da bude biran manjim od 3.
Na zidu čvrstog jezgra J (si. 3 i 4) se kružeće strujanje koči trenjem. Tu postaje granični sloj, u kojem još deliči prašine mogu dospeti u izlazni presek, jer njihova centrifugalna sila brzo opada sa približavanjem jezgru J. Ova nezgoda čvrstog jezgra može biti otklonjena time, što se jezgro obrće takvom obimnom brzinom, koja približno odgovara vrednosti
fe • V, n
Usled toga postaje oko jezgra J
kružeće strujanje, jer se na njegovom omotaču gas zahvata trenjem. Spolja uvođeno kružeće strujanje se potpomaže jezgrom, tako, da se stvarno između ulaza u centrifugalnu komoru i izlaza iz centrifu-
galne komore približno ostvaruje korisno strujanje po zakonu (r.vu - konstantno).
Na si. 5 i 6 je pokazan jedan ciklon, u kojem se masivno jezgro J za strujanje tako'brzo obrće, pomoću kajišnog 'POigo-na R, da je njegova obimna brzima približno jednaka	Naravno da pogon jez-
gra J može da se izvodi i na kakav drugi poznat način. Očišćeni gas kod primera iz si 5 i 6 izlazi iz centrifugalne komore A u komoru Ai a zatim kroiz izlaznu cev 11.
Korisno kružeće strujanje po zakonu i r.vu =: konstanta) može se u centrifugalnoj komori A postići i time, što se neposredno pred izlaznim otvorom postavlja kakav vodiljni aparat sa jednim ili vise vodil inih jezika, tako, da ovi vodil jni jezici obrazuju jedan deo teorijski pravilne strujne putanje po zakonu (r.vu - konstanta). Pošto tada strujna putanja na ulazu i neposredno pred izlazom ima teorijski pravilan oblik, to ona mora i u međuvremenu približno sledovati ovome zakonu i proizvoditi centrifugalne sile, koje se spolja prema unutra sve više uvećavaju.
Ali usled toga za mnoge deliće prašine koji nisu izdvojeni na zidu ciklona, još pre izlaska iz centrifugalne komore postaje ravnoteža između prema unutra upravljene sile vučenja i prema upolje dejistvujuće centrifugalne sile. Stepen izdvajanja ciklona se dakle poboljšava. Na si 7 i 8 ie pokazan jedan takav ciklom sa jednim vodiljnim aparatom (uređajem). Centrifugalna komora je opet označena sa A; fe je ulazni presek sa srednjim osnim rastojanjem re i sa srednjom ulaznom brzinom ve. U tavanici centrifugalne komore je postavljen izlazni otvor O, i neposredno pred O je postavljen vodiljni uređaj sa dva vodiljna jezika L i sa spoij-nim prečnikom 2ro. Aksijalna visina vo-điljnih kanala je bo (si. 7), a čista šupljina vodil jnih kanala na ulazu u vodiljni uređaj je a«' (si. 8). Vodiljni jezici L obrazuju sa paralelnim krugom poluprečnika ro ugao od x° (si. 8).
Da bi se ostvarilo korisno strujanje po zakonu (r.v„	= konstanta) između
ulaznog preseka fe i vodiljoog uređaja L, moraju — kao što je prijavilac računom i ogledima utvrdio — vrednosti ife. D, fo. a«, bo i x ispunjavati sledeče zahteve:
Stvarni ulazni otvor svih vodiljmih kanala, dakle suma svih (a«.b), mora biti manji no ulazni presek fe pomnožen sa spoljnim prečnikom 2ro i podeljen sa srednjim osnim rastojanjem re. Ugao x pak mora biti izabran manjim od 30 stepeni.
Iz svega uapred rečenog izlazi da je ovde kao bitnost pronalaska izloženo, da
u centrifugalnoj komori korisno strujanje po zakonu (r.v u = konstanta) može biti prinudno ostvareno ponioću pravilne veličine izlaznog preseka u vidu kružnog prstena, ili pomoću kakvog obrtnog jezgra za strujanje, ili pomoću kakvog podesnog vodiljnog uređaja neposredno pred izlaznim presek onu, pri čemu su si. 3 i 4, 5 i 6 i 7 i 8 date samo kao tri šema-tički prikazana primera izvođenja.
Patentni zahtevi:
1)	Centrifugalna komora za odvajanje fizičkih mešavina sa tangencijalnim ulazom i središnim izlaznim otvorom, naznačena time, što se u centrifugalnoj komori veličinom, oblikom i ograničavanjem izlaza iz centrifugalne komore prinudno ostvaruje kružeće strujanje, u kojem na ulazu uvedeni momenat (re-ve) brzine ostaje približno održan.
2)	Centrifugalna komora po zahtevu 1, naznačena time, što je odnos ulaznog
preseka (fe) prema produktu iz njegovog srednjeg osnog rastojanja (re) i polupreč-nika izlaznog otvora (ra) manji no 1,5, a odnos (re : ra) veći od 3.
3)	Centrifugalna komora po zahtevu 1, naznačena time, što je izlazni otvor iz centrifugalne komore izveden u vidu kružnog prstena i odnos između spoljnjeg prečnika (2ra) ka unutrašnjem prečniku (2ri) ovog prstenastog izlaznog otvora je manji od 1,5.
4)	Centrifugalna komora po zahtevu 1, naznačena time, što je pred izlaznim otvorom iz centrifugalne komore neposredno postavljen kakav vodiljni uređaj sa jednim ili više vodiljnih jezika (L), pri čemu vodiljni jezici zahvataju spol ja sa obimom manji ugao od 30 stepeni, ili zajedno daju aktivni ulazni presek za vodiljni uređaj, koji je manji no spoljnim prečnikom vodiljnog uređaja (2ro) pomnoženi i srednjim ulaznim poluprečnikom (re) podeljeni ulazni presek (fe) centrifugalne komore.
figi
*e-
A
lig. 2











I

' k














\