FR2670402A1 - Cyclone comprising a flow straightener for the conversion of a swirling flux into a linear flow - Google Patents
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Abstract
Description
CONTEXTE DE L'INVENTION
L'invention concerne un cyclone qui fait partie d'un préchauffeur de particules en suspension, utilisé comme moyen de préchauffage des matériaux pour un appareil produisant du ciment, ainsi que d'autres cyclones en général, et plus particulièrement un élément redresseur d'écoulement utilisé dans la partie d'échappement des particules fines faisant partie d'une trieuse à courant tourbillonnaire et qui fait suite au cyclone utilisant ledit élément redresseur.BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention relates to a cyclone which is part of a suspended particle preheater, used as a means of preheating materials for an apparatus producing cement, as well as other cyclones in general, and more particularly a flow rectifier element. used in the exhaust part of fine particles forming part of a vortex sorter and which follows the cyclone using said rectifier element.
Pour cela, dans un cyclone qui comporte ledit élément redresseur, dans lequel on introduit un flux composite, qui contient une poudre ou un matériau granuleux et un fluide porteur arrivant tangentiellement dans un cylindre à tourbillon par l'ouverture supérieure de celui-ci où la poudre ou les fines particules de matériau sont séparées à l'intérieur du cylindre à tourbillon, et qu'après séparation, cette poudre ou ces fines particules descendent dans le caisson cylindrique pour être évacuées par l'ouverture inférieure de celui-ci, et dans lequel le fluide porteur qui contient encore une partie des poudres fines est évacuée vers le poste de traitement suivant à travers un tube d'échappement interne du fluide fixé au centre de la partie supérieure de l'extrémité du carter cylindrique et qui s'ouvre vers l'intérieur dudit carter, un certain nombre de pales de guidage, constituées de lames courbes ayant une largeur arbitraire plus petite que la moitié du diamètre intérieur dudit tube interne d'évacuation des fines particules qui sont fixées à la même et unique surface interne périphérique dudit tube interne, dans une position adéquate, de manière à pouvoir être déplacées, par des moyens d'action appropriés, dans le sens axial du cylindre d'évacuation, de manière que l'écoulement tourbillonnaire dans le sens périphérique interne soit transformé en un écoulement axial (voir le brevet japonais publié n" 52-149666). For this, in a cyclone which comprises said straightening element, into which a composite flux is introduced, which contains a powder or a granular material and a carrier fluid arriving tangentially in a vortex cylinder through the upper opening thereof where the powder or the fine particles of material are separated inside the vortex cylinder, and that after separation, this powder or these fine particles descend into the cylindrical casing to be discharged through the lower opening thereof, and in which the carrier fluid which still contains part of the fine powders is discharged to the next treatment station through an internal fluid exhaust tube fixed at the center of the upper part of the end of the cylindrical casing and which opens towards inside said casing, a number of guide blades, consisting of curved blades having an arbitrary width less than half the diameter be inside said internal tube for evacuating fine particles which are fixed to the same single peripheral internal surface of said internal tube, in a suitable position, so that they can be displaced, by appropriate means of action, in the axial direction of the discharge cylinder, so that the vortex flow in the internal peripheral direction is transformed into an axial flow (see Japanese published patent No. 52-149666).
Ledit cyclone, qui comporte des pales correctrices fixées à l'extrémité avant du tube interne, peut réduire la perte de pression, comparativement à un cyclone qui ne posséderait pas de telles pales de correction attachées au tube interne. Cependant, une baisse de l'efficacité de captage est inévitable dans un tel séparateur. (Au contraire, si l'efficacité du captage devait être maintenue, une diminution de l'efficacité du captage n'est pas toujours souhaitable et n'est pas toujours satisfaisante). Said cyclone, which has corrective blades attached to the front end of the inner tube, can reduce pressure loss, compared to a cyclone that would not have such correction blades attached to the inner tube. However, a reduction in the capture efficiency is inevitable in such a separator. (On the contrary, if the collection efficiency were to be maintained, a reduction in the collection efficiency is not always desirable and is not always satisfactory).
(voir le brevet japonais publié n" 52.149666)
Un des buts de la présente invention est de réduire considérablement la perte de pression dans ledit cyclone sans faire baisser l'efficacité de captage.(see published Japanese patent no. 52.149666)
One of the aims of the present invention is to considerably reduce the pressure loss in said cyclone without lowering the capture efficiency.
RESUME DE L'INVENTION
Selon un premier mode de réalisation selon l'invention, le cyclone est du type dans lequel un tube interne est disposé dans la partie supérieure de l'intérieur d'un cylindre à tourbillon, tandis qu'un conduit d'entrée est disposé tangentiellement à la périphérie externe du cylindre externe, et un orifice de décharge par gravité est prévu dans la partie inférieure du cylindre à tourbillon, est caractérisé par le fait qu'un grand nombre de plaques de guidage longitudinales, chacune avec une surface courbe s'étendant au moins sur sa moitié inférieure, sont disposées autour d'un axe central situé exactement en-dessous du tube interne, régulièrement espacées dans le sens angulaire, sur une surface placée exactement sous le tube interne, orientées de manière que les surfaces courbes des plaques de guidage s'opposent audit courant tourbillonnaire qui court le long de la surface interne périphérique du cylindre à tourbillon.SUMMARY OF THE INVENTION
According to a first embodiment according to the invention, the cyclone is of the type in which an internal tube is disposed in the upper part of the interior of a vortex cylinder, while an inlet duct is disposed tangentially to the outer periphery of the outer cylinder, and a gravity discharge orifice is provided in the lower part of the vortex cylinder, is characterized in that a large number of longitudinal guide plates, each with a curved surface extending at the less on its lower half, are arranged around a central axis located exactly below the inner tube, regularly spaced in an angular direction, on a surface placed exactly under the inner tube, oriented so that the curved surfaces of the plates guide oppose said vortex current which runs along the inner peripheral surface of the vortex cylinder.
Selon un second mode de réalisation du cyclone selon la présente invention, dans lequel un tube interne est situé dans la partie supérieure de l'intérieur d'un cylindre à tourbillon, cependant qu'un conduit d'admission est disposé tangentiellement à la périphérie externe du cylindre à tourbillon et qu'une ouverture d'évacuation est prévue dans la partie inférieure du cylindre à tourbillon, est caractérisé par le fait qu'un élément conique est placé de façon concentrique par rapport audit tube interne, un grand nombre de plaques de guidage en forme de triangle reposant sur le sommet, chacune ayant une surface courbe au moins dans sa moitié inférieure, sont disposées autour de l'axe central dudit élément conique, régulièrement espacés, dans les directions où les surfaces courbes des plaques de guidage entrent en contact avec un courant tourbillonnaire situé autour de la périphérie externe de l'élément conique. According to a second embodiment of the cyclone according to the present invention, in which an internal tube is located in the upper part of the interior of a vortex cylinder, while an intake duct is disposed tangentially at the external periphery of the vortex cylinder and that a discharge opening is provided in the lower part of the vortex cylinder, is characterized in that a conical element is placed concentrically with respect to said internal tube, a large number of plates triangle-shaped guide resting on the top, each having a curved surface at least in its lower half, are arranged around the central axis of said conical element, regularly spaced, in the directions where the curved surfaces of the guide plates come into contact with a vortex current located around the outer periphery of the conical element.
Un courant multiphase, composé de poudre et de matériau granuleux et d'un fluide, est versé de façon tangentielle dans le cylindre à tourbillon par le conduit interne, de façon à produire un courant tourbillonnaire à l'intérieur du cylindre à tourbillon, ce courant est alors déplacé de la partie supérieure à la partie inférieure du cylindre à tourbillon, pendant que les particules suspendues dans le fluide sont ramassées sur la paroi interne du cylindre à tourbillon sous l'effet de la force centrifuge et, ainsi, les particules descendent en spirale, puis sont évacuées à l'extérieur par la partie inférieure de l'élément conique.De plus, une partie de la poudre fine est positionnée juste au-dessous du tube interne, pendant que le courant tourbillonnaire est mêlé audit fluide porteur et aux autres éléments, puis est conduite par les plaques de guidages planes situées à cet endroit, de façon à être transformée du courant tourbillonnaire en un courant ascendant. A ce moment, les composants de la vitesse tangentielle propres au courant tourbillonnaire sont transformés en vitesse axiale seule, puis transportés vers la prochaine phase de traitement à travers le tube interne.Dans les étapes précédentes, l'élément conique situé dans l'espace au-dessous du tube interne empêche un courant ascendant venant de dessous l'élément conique, de façon à réduire le courant de fluide dans cet espace et pour réduire la résistance du fluide, autant qu'il est possible, car elle n'est pas nécessaire pour la séparation des particules à cet endroit. De plus, une partie importante du fluide qui passe dans le cyclone est modifiée en un courant axial par l'élément redresseur dans l'espace situé juste en-dessous du tube interne, c'est-à-dire l'espace entre les plaques de guidage, puis elle est évacuée doucement vers l'extérieur du système du cyclone, opération par laquelle il est possible d'obtenir les effets mentionnés cidessus. A multiphase current, composed of powder and granular material and a fluid, is poured tangentially into the vortex cylinder through the internal conduit, so as to produce a vortex current inside the vortex cylinder, this current is then moved from the upper part to the lower part of the vortex cylinder, while the particles suspended in the fluid are collected on the internal wall of the vortex cylinder under the effect of centrifugal force and, thus, the particles descend in spiral, then are discharged to the outside by the lower part of the conical element. In addition, a part of the fine powder is positioned just below the internal tube, while the vortex is mixed with said carrier fluid and the other elements, then is driven by the flat guide plates located at this point, so as to be transformed from the vortex current into an as current cendant. At this moment, the components of the tangential velocity specific to the vortex current are transformed into axial velocity alone, then transported to the next phase of treatment through the internal tube. In the previous steps, the conical element located in the space at - below the inner tube prevents an ascending current coming from below the conical element, so as to reduce the flow of fluid in this space and to reduce the resistance of the fluid, as much as possible, because it is not necessary to separate the particles there. In addition, a large part of the fluid which passes through the cyclone is modified into an axial current by the rectifier element in the space situated just below the internal tube, that is to say the space between the plates. guide, then it is gently evacuated to the outside of the cyclone system, an operation by which it is possible to obtain the effects mentioned above.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
Les figures 1 à 11 sont des vues représentant une possibilité de l'invention, dans laquelle la figure 1 est une vue en section transversale représentant un cyclone selon la présente invention;
la figure 2 est une vue en plan,
la figure 3 est une vue en perspective élargie représentant une partie essentielle représentée dans la figure 1
la figure 4 est une vue de face représentant la partie représentée dans la figure 3
la figure 5 est une vue en plan de celle-ci
la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4
la figure 7 est une vue en section de la ligne VII-VII de la figure 4
la figure 8 est un graphique représentant la relation entre la vitesse tangentielle de l'air et la distance entre la paroi externe et le centre du cyclone
la figure 9 est une vue agrandie représentant une partie essentielle représentée à la figure 1
et les figures 10 et 11 sont des graphiques relatifs à la perte de pression et au pourcentage d'efficacité de ramassage les figures 12 à 17 sont des vues représentant une possibilité de l'invention différente de la possibilité précédente, et dans laquelle la figure 12 est une vue en section transversale d'un autre mode de réalisation du cyclone selon la présente invention;
la figure 13 en est une vue plane;
la figure 14 est une vue en section élargie représentant un élément redresseur
la figure 15 est une vue en section élargie représentant une autre possibilité de l'élément redresseur, correspondant à la figure 14
les figures 16A et 17A sont des vues en plan représentant d'autres possibilités de l'élément redresseur et les figures 16B et 17B sont respectivement des vues frontales de ces deux réalisations.SUMMARY DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figures 1 to 11 are views showing a possibility of the invention, in which Figure 1 is a cross-sectional view showing a cyclone according to the present invention;
FIG. 2 is a plan view,
Figure 3 is an enlarged perspective view showing an essential part shown in Figure 1
Figure 4 is a front view showing the part shown in Figure 3
Figure 5 is a plan view thereof
Figure 6 is a sectional view along line VI-VI of Figure 4
Figure 7 is a sectional view of line VII-VII of Figure 4
Figure 8 is a graph showing the relationship between the tangential air speed and the distance between the outer wall and the center of the cyclone
Figure 9 is an enlarged view showing an essential part shown in Figure 1
and FIGS. 10 and 11 are graphs relating to the pressure loss and to the percentage of collection efficiency. FIGS. 12 to 17 are views showing a possibility of the invention different from the previous possibility, and in which FIG. 12 is a cross-sectional view of another embodiment of the cyclone according to the present invention;
Figure 13 is a plan view;
Figure 14 is an enlarged sectional view showing a rectifier element
Figure 15 is an enlarged sectional view showing another possibility of the rectifier element, corresponding to Figure 14
Figures 16A and 17A are plan views showing other possibilities of the rectifier element and Figures 16B and 17B are respectively front views of these two embodiments.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Une explication sera fournie d'une première possibilité de la présente invention, faisant référence aux figures 1 à 7. Un tube interne est disposé concentriquement dans la partie supérieure de l'intérieur d'un cylindre à tourbillon 1, composé d'une partie cylindrique la et d'une partie en forme de cône inversé lb reliée à la partie inférieure de la première et un conduit d'admission 3 est disposé de façon tangentielle à la périphérie externe du cylindre à tourbillon 1. De plus, le cylindre à tourbillon 1 est réalisé avec dans sa partie inférieure, un orifice de décharge 4 pour les matériaux en poudre ou granuleux.Dans cette disposition, un courant multiphase 5 composé de poudre et de matériau granuleux et d'air porteur est introduit dans le cylindre à tourbillon 1, tangentiellement à celui-ci par le conduit d'admission 3, de façon à produire un courant tourbillonnaire 7 dans le cylindre à tourbillon 1. Le courant tourbillonnaire 7 est déplacé de la partie supérieure à la partie inférieure du cylindre à tourbillon 1, tandis que les particules en suspension dans le gaz sont jetées sur la surface de la paroi du cylindre à tourbillon 1 sous l'effet de la force centrifuge, puis tombent le long de cette paroi interne et sont finalement évacuées par l'orifice de décharge 4.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
An explanation will be provided of a first possibility of the present invention, referring to Figures 1 to 7. An internal tube is arranged concentrically in the upper part of the interior of a vortex cylinder 1, composed of a cylindrical part 1a and an inverted cone-shaped part 1b connected to the lower part of the first and an inlet duct 3 is arranged tangentially to the outer periphery of the vortex cylinder 1. In addition, the vortex cylinder 1 is produced with a discharge orifice 4 in its lower part for powdered or granular materials. In this arrangement, a multiphase current 5 composed of powder and granular material and carrier air is introduced into the vortex cylinder 1, tangentially thereto by the intake duct 3, so as to produce a vortex current 7 in the vortex cylinder 1. The vortex current 7 is displaced from the upper part of the lower part of the vortex cylinder 1, while the particles in suspension in the gas are thrown on the surface of the wall of the vortex cylinder 1 under the effect of centrifugal force, then fall along this wall internal and are finally discharged through the discharge orifice 4.
De plus, l'élément redresseur 100, composé d'un élément conique 10 et des plaques de guidage planes 11, est situé dans un espace 8 directement en dessous de la partie inférieure 2a du tube interne 2, de façon concentrique avec ledit tube interne 2. In addition, the straightening element 100, composed of a conical element 10 and flat guide plates 11, is located in a space 8 directly below the lower part 2a of the inner tube 2, concentrically with said inner tube 2.
Plusieurs plaques 11, et de préférence de quatre à six, sont disposées à la surface périphérique externe de l'élément conique 10 dans des directions où leur surface îîa rencontre le courant en forme de spirale 7, tandis que leur partie longitudinale s'étend à la verticale. De plus, les parties supérieures llb des plaques de guidage 11 sont disposées à l'extrémité de la partie inférieure 2a dudit tube interne 2. Chacune des plaques de guidage est légèrement recourbée vers la partie ascendante du courant tourbillonnaire, dans la partie llc, différente de la partie supérieure îlb, de façon à former une surface courbe lld. Les bords périphériques externes lle, des diverses plaques de guidage ainsi formées 11, sont situés à des endroits intérieurs au tube interne 2.Une poudre ou son équivalent, ayant un grain plus petit que celui de la poudre et du matériau granuleux séparés par le courant tourbillonnaire 7, près de la paroi interne dudit cylindre à tourbillon 1, crée un courant tourbillonnaire 7 avec ledit air porteur et les autres, étant déplacés dans l'espace 8 directement au-dessous du tube interne, et sont guidés par les surfaces îîa des plaques de guidage courbées 11 situées dans l'espace 8, de façon à être transformée graduellement de courant tourbillonnaire 7 en courant ascendant 12.Several plates 11, and preferably four to six, are arranged on the external peripheral surface of the conical element 10 in directions where their surface ïa meets the current in the form of a spiral 7, while their longitudinal part extends to the vertical. In addition, the upper parts llb of the guide plates 11 are arranged at the end of the lower part 2a of said internal tube 2. Each of the guide plates is slightly bent towards the ascending part of the vortex, in the part llc, different of the upper part ilb, so as to form a curved surface lld. The outer peripheral edges 11a, of the various guide plates thus formed 11, are located at places inside the inner tube 2. A powder or its equivalent, having a grain smaller than that of the powder and of the granular material separated by the current vortex 7, near the inner wall of said vortex cylinder 1, creates a vortex 7 with said carrier air and the others, being displaced in space 8 directly below the inner tube, and are guided by the surfaces ia of the curved guide plates 11 located in the space 8, so as to be gradually transformed from swirl current 7 into updraft 12.
A ce stade, les composantes de la vitesse tangentielle V7 appartenant au courant tourbillonnaire 7, sont transformées en vitesse uniquement axiale , et dans cette condition, le courant est déplacé vers la prochaine phase de traitement par le tube interne 2. A ce moment, le courant, qui se trouve dans le cyclone 15, reçoit par l'effet T indiqué dans la figure 8. Une position dans laquelle la vitesse tangentielle de l'air V9 (m/sec) devient la plus haute qui puisse exister dans la partie du diamètre externe ou de la paroi externe du tube interne. Bien que la vitesse de l'air V 0 dans une zone qui contribue à l'action de la séparation des particules ne varie pas, la vitesse de l'air V s'approche de zéro à l'intérieur du tube interne, ce qui ne contribue pas à la fonction de séparation. At this stage, the components of the tangential speed V7 belonging to the vortex current 7, are transformed into only axial speed, and in this condition, the current is moved to the next phase of treatment by the internal tube 2. At this moment, the current, which is in cyclone 15, receives by the effect T indicated in figure 8. A position in which the tangential speed of the air V9 (m / sec) becomes the highest that can exist in the part of the outer diameter or outer wall of the inner tube. Although the speed of air V 0 in an area which contributes to the action of particle separation does not vary, the speed of air V approaches zero inside the inner tube, which does not contribute to the separation function.
Plus précisément, tous les tourbillons, qui ne sont pas nécessaires à la séparation des particules et qui produisent une perte d'énergie, sont éliminés. Ce résultat peut être obtenu par un courant ascendant à partir d'un endroit situé au-dessous de l'élément conique, situé dans l'espace au-dessous du tube interne, maintenu par l'élément conique, de façon à réduire le fluide qui y passe, retenant la résistance du fluide, autant que possible, laquelle est inutile pour la séparation des particules dans cette partie, tout en redressant une partie importante du fluide passant à travers le cyclone en un courant axial par l'utilisation de l'élément redresseur dans l'espace directement en-dessous de l'extrémité inférieure du tube interne ou dans l'espace situé entre les plaques de guidage, puis en évacuant le fluide à l'extérieur du cyclone. I1 est à noter que la ligne continue t représentée dans la figure 8, représente le cas où aucun élément redresseur 100 n'est prévu, où l'on a zéro seulement au centre o du cyclone. C'est-à-dire que dans ce cas, les tourbillons superflus, non nécessaires pour la séparation des particules, et qui produisent une perte d'énergie, existent dans le cylindre. More precisely, all the vortices, which are not necessary for the separation of the particles and which produce a loss of energy, are eliminated. This can be achieved by an updraft from a location below the conical member, located in the space below the inner tube, held by the conical member, so as to reduce the fluid which passes there, retaining the resistance of the fluid, as much as possible, which is useless for the separation of the particles in this part, while rectifying a significant part of the fluid passing through the cyclone in an axial current by the use of the rectifier element in the space directly below the lower end of the inner tube or in the space between the guide plates, then discharging the fluid outside the cyclone. It should be noted that the continuous line t shown in FIG. 8 represents the case where no rectifier element 100 is provided, where there is only zero at the center o of the cyclone. That is to say, in this case, the superfluous vortices, not necessary for the separation of the particles, and which produce a loss of energy, exist in the cylinder.
De plus, un espace S à travers lequel un courant d'air A passe est progressivement élargi depuis la surface inférieure 10a jusqu'à la partie supérieure 10b du redresseur 10, et ainsi les taux d'écoulement du courant d'air A par surface unitaire sont à peu près égaux les uns aux autres dans l'espace S en entier. Donc, la perte d'énergie peut être diminuée et l'air porteur peut être évacué uniformément. In addition, a space S through which an air stream A passes is gradually widened from the lower surface 10a to the upper part 10b of the rectifier 10, and thus the flow rates of the air stream A by surface are roughly equal to each other in the entire S space. Therefore, the energy loss can be reduced and the carrier air can be exhausted evenly.
Bien que la première réalisation de la présente invention ait été expliquée ci-dessus en se référant aux figures, cette invention n'est pas limitée à cette possibilité mais peut être réalisée en changeant une partie du système ou en y ajoutant, en partie, un autre système tout en gardant en vue l'esprit de l'invention. Par exemple, il a été expliqué dans la possibilité précédente que l'élément redresseur 100, composé de l'élément conique 10 et des plaques de guidage 11 est situé dans l'espace 5 directement au-dessous du tube interne 2, mais il est possible d'éliminer le membre conique 10, c'est-à-dire qu'il est possible de constituer l'élément redresseur 100 seulement en utilisant les plaques de guidage. Although the first embodiment of the present invention has been explained above with reference to the figures, this invention is not limited to this possibility but can be achieved by changing part of the system or by adding, in part, a another system while keeping in mind the spirit of the invention. For example, it has been explained in the preceding possibility that the straightening element 100, composed of the conical element 10 and the guide plates 11 is located in the space 5 directly below the internal tube 2, but it is possible to eliminate the conical member 10, that is to say that it is possible to constitute the straightening element 100 only by using the guide plates.
De plus, l'élément redresseur 100 peut être utilisé, non seulement pour un cyclone, mais aussi pour la partie destinée à l'évacuation des particules fines d'un trieur pneumatique du type à tourbillon forcé. In addition, the rectifier element 100 can be used, not only for a cyclone, but also for the part intended for the evacuation of fine particles from a pneumatic sorter of the forced vortex type.
Dans la présente invention, comme indiqué plus haut, à l'exception de l'élément redresseur, comprenant l'élément conique et un certain nombre de plaques de guidage en forme de triangle renversé, ayant chacune une surface courbe formée dans au moins leur moitié inférieure, et disposée à la surface conique à la périphérie de l'élément conique, à des distances angulaires égales, autour de l'axe central, dans des directions dans lesquelles les surfaces courbes des plaques de guidage rencontrent un courant tourbillonnaire passant autour de la périphérie externe de l'élément conique, dans l'espace directement au-dessous de l'extrémité inférieure du tube interne.Les plaques de guidage planes ne modifient pas le courant tourbillonnaire nécessaire pour la séparation des particules, en dehors du tube interne, et il est donc possible d'empêcher le courant d'abaisser le taux d'efficacité de ramassage de celui-ci. De plus, lorsque l'air porteur, après sa séparation d'avec la poudre et le matériau granuleux, est déplacé dans l'espace directement au-dessous du tube interne, créant ainsi un courant tourbillonnaire, il est guidé par les surfaces courbes des plaques de guidage disposées dans l'espace, de façon à être modifié en un courant ascendant. In the present invention, as indicated above, with the exception of the straightening element, comprising the conical element and a number of guide plates in the shape of an inverted triangle, each having a curved surface formed in at least half of it. lower, and arranged at the conical surface at the periphery of the conical element, at equal angular distances, around the central axis, in directions in which the curved surfaces of the guide plates meet a swirl current passing around the outer periphery of the conical element, in the space directly below the lower end of the inner tube.The flat guide plates do not modify the swirl current necessary for the separation of particles, outside the inner tube, and it is therefore possible to prevent the current from lowering the collection efficiency rate thereof. In addition, when the carrier air, after separation from the powder and the granular material, is moved into the space directly below the inner tube, thereby creating a vortex, it is guided by the curved surfaces of the guide plates arranged in the space, so as to be changed into an updraft.
A ce stade, les composants de la vitesse tangentielle sont convertis en vitesse axiale, et à cette condition, l'air porteur passe à travers le tube interne. Ainsi, le courant tourbillonnaire ayant un diamètre plus petit que le diamètre du tube interne, monte dans l'espace directement au-dessous du tube interne, comme dans le cas d'un cyclone où rien n'est placé dans l'espace directement en-dessous du tube interne, et de cette façon il n'apparait aucune résistance inutile du fluide causée par un courant tourbillonnaire, en dépit de l'entraînement vers le bas qui s'exerce à l'extrémité inférieure du tube interne. De la même façon, puisque la vitesse d'un courant tourbillonnaire nécessaire pour un entraînement vers l'extérieur du tube interne n'est pas diminuée, on ne constate aucune baisse dans l'efficacité du ramassage.At this point, the components of tangential speed are converted to axial speed, and on this condition, the carrier air passes through the internal tube. Thus, the vortex current having a diameter smaller than the diameter of the internal tube, rises in space directly below the internal tube, as in the case of a cyclone where nothing is placed in space directly in - below the inner tube, and in this way there appears no unnecessary resistance of the fluid caused by a vortex, despite the downward drive which is exerted at the lower end of the inner tube. Likewise, since the speed of a vortex current required for an outward drive of the inner tube is not reduced, there is no decrease in the efficiency of the pickup.
Ainsi, suivant la présente invention, comme indiqué dans l'expérimentation suivante, la perte de pression peut être réduite dans une proportion de plus de 50 %, sans entraîner de perte dans l'efficacité du ramassage. Thus, according to the present invention, as indicated in the following experiment, the pressure loss can be reduced in a proportion of more than 50%, without causing a loss in the efficiency of the collection.
En posant un taux d/D de 0.8 et en changeant le taux L/D, où
D est le diamètre du tube interne, L est la distance entre l'extrémité inférieure 2a du tube interne et l'extrémité inférieure 100b de l'élément redresseur 100, et où d est le diamètre de l'extrémité inférieure de l'élément redresseur 100 (voir la figure 9), la baisse de pression P et l'efficacité de ramassages ont été mesurées pour en connaître les variations, le résultat de ces mesures est illustré à la figure 10.Dans cette figure, l'abscisse donne ledit taux L/D (négatif) et l'ordonnée gauche donne le taux A = P/Po de perte de pression, tandis que l'ordonnée droite donne le taux B =tto d'efficacité du ramassage, ces rapports étant obtenus comparativement avec les valeurs correspondantes Po, dans le cas où aucun élément redresseur n'est fourni. I1 est évident d'après cette figure que le coefficient de ramassage B =tho qui est de 1.0 ne varie pas même quand L/D est modifié et, de plus, le taux de perte de pression
A diminue au fur et à mesure que ladite distance L ou que la valeur négative de L/D grandit.By setting a d / D rate of 0.8 and changing the L / D rate, where
D is the diameter of the inner tube, L is the distance between the lower end 2a of the inner tube and the lower end 100b of the straightening element 100, and where d is the diameter of the lower end of the straightening element 100 (see FIG. 9), the drop in pressure P and the collection efficiency were measured in order to know the variations thereof, the result of these measurements is illustrated in FIG. 10. In this figure, the abscissa gives said rate L / D (negative) and the left ordinate gives the rate A = P / Po of pressure loss, while the right ordinate gives the rate B = tto of collection efficiency, these ratios being obtained comparatively with the values corresponding Po, if no rectifying element is supplied. It is evident from this figure that the pickup coefficient B = tho which is 1.0 does not vary even when L / D is modified and, moreover, the rate of pressure loss
A decreases as said distance L or as the negative value of L / D increases.
Dans ce cas, il est préférable que ledit taux L/D soit plus grand que 1/4 et que l'extrémité inférieure 100b de l'élément redresseur ne soit pas en contact avec la partie cylindrique en forme de cône inversé lb. In this case, it is preferable that said rate L / D is greater than 1/4 and that the lower end 100b of the rectifier element is not in contact with the cylindrical part in the shape of an inverted cone 1b.
De plus, en fixant à 1.0 ledit rapport L/D, tout en changeant le rapport d/D entre le diamètre d de l'extrémité inférieure de l'élément redresseur 100 et le diamètre D du tube interne, le taux de perte de pression A et le taux d'efficacité du ramassage B, ont été mesurés pour en connaître les variations, comme indiqué à la figure ll. Dans cette figure, l'abscisse donne ledit taux d/D (négatif) et l'ordonnée gauche donne le taux de perte de pression
A, tandis que l'ordonnée droite donne le taux d'efficacité de ramassage B. I1 est évident d'apres cette figure que le taux d'efficacité de ramassage B diminue lorsque ledit taux d/D dépasse 1.0, et de plus le taux de perte de pression A diminue lorsque ledit taux d/D augmente.C'est-à-dire qu'il est préférable que le diamètre d de l'extrémité inférieure dudit élément redresseur 100 soit égal ou légèrement inférieur au diamètre D du tube interne.In addition, by setting said ratio L / D to 1.0, while changing the ratio d / D between the diameter d of the lower end of the straightening element 100 and the diameter D of the internal tube, the rate of pressure loss A and the collection efficiency rate B, were measured to know the variations, as shown in Figure ll. In this figure, the abscissa gives said rate d / D (negative) and the left ordinate gives the rate of pressure loss
A, while the right ordinate gives the collection efficiency rate B. It is evident from this figure that the collection efficiency rate B decreases when said rate d / D exceeds 1.0, and moreover the rate of pressure loss A decreases when said rate d / D increases. That is to say it is preferable that the diameter d of the lower end of said straightening element 100 is equal to or slightly less than the diameter D of the internal tube .
Ce qui suit est une présentation d'une seconde réalisation de la présente invention, qui est une variante de la possibilité décrite ci-dessus, et qui est illustrée par les figures 12 à 14. The following is a presentation of a second embodiment of the present invention, which is a variant of the possibility described above, and which is illustrated by FIGS. 12 to 14.
Un tube interne 2 est placé co-axialement dans la partie supérieure de l'intérieur d'un cylindre à tourbillon 1 composé d'une partie cylindrique la et d'une partie cylindrique en forme de cône inversé lb, reliée à la partie inférieure de la partie cylindrique la, et le conduit interne 3 est disposé de façon tangentielle à la périphérie externe du cylindre à tourbillon 1.An internal tube 2 is placed coaxially in the upper part of the interior of a vortex cylinder 1 composed of a cylindrical part la and a cylindrical part in the shape of an inverted cone 1b, connected to the lower part of the cylindrical part 1a, and the internal conduit 3 is arranged tangentially to the external periphery of the vortex cylinder 1.
De plus, le cylindre à tourbillon 1 comporte, à sa partie inférieure, une ouverture de décharge 4 pour la poudre et les matériaux granuleux. Dans cette disposition, un courant multiphase 5, composé de poudre et de matériaux granuleux et d'air porteur est versé dans le cylindre à tourbillon 1 à partir du conduit interne 3, de façon tangentielle pour provoquer un courant tourbillonnaire 7 dans le cylindre à tourbillon 1, qui est transféré de la partie supérieure à la partie inférieure du cylindre à tourbillon 1, tandis que les particules suspendues dans le gaz sont recueillies sur la surface de la paroi du cylindre à tourbillon par la force centrifuge, ces particules tombant le long de la paroi interne et étant ensuite évacuées à l'extérieur à travers une ouverture de décharge 4.De plus, l'élément redresseur 100, composé d'un élément conique 10 et de plaques de guidage 11, est placé dans un espace 8 directement au-dessous de l'extrémité inférieure 2a du tube interne 2. C'est-à-dire que l'élément conique 10 est placé dans l'espace 8 concentriquement au tube interne 8 et plusieurs plaques de guidage 11, de préférence quatre à six, sont disposées à la surface de la périphérie externe de l'élément conique 10. Le redresseur 10, comme indiqué à la figure 14, est ouvert à sa surface inférieure 10a, tandis qu il est fermé à son sommet ; il s'ensuit qu'un courant d'air A (courant d'air porteur ou autre) ne peut pas passer à l'intérieur du redresseur 10. De plus, chacune des plaques de guidage 11 a la forme d'un triangle qui est perpendiculaire à l'axe central.Les bords périphériques externes lle, de toutes les plaques de guidage 11 ainsi formées, sont placés à l'intérieur du tube interne 2. La poudre et le matériau granuleux qui n'ont pas encore été séparés par le courant tourbillonnaire 7, près de la paroi interne dudit cylindre à tourbillon 1, sont déplacés vers l'espace 8, directement au-dessous du tube interne 2, tout en créant le courant tourbillonnaire 7 avec ledit air porteur, puis sont guidés par la surface courbe îîa des plaques de guidage 11 disposées dans l'espace 8, de façon à être graduellement transformés en un courant ascendant 12, venant du courant tourbillonnaire 7. A ce stade, la vitesse acquise par le courant tourbillonnaire 7 est changée en vitesse axiale seule, et dans ces conditions, elle passe à la prochaine étape de traitement en passant pas le tube interne 2.In addition, the vortex cylinder 1 has, at its lower part, a discharge opening 4 for powder and granular materials. In this arrangement, a multiphase current 5, composed of powder and granular materials and carrier air is poured into the vortex cylinder 1 from the internal conduit 3, tangentially to cause a vortex current 7 in the vortex cylinder 1, which is transferred from the upper part to the lower part of the vortex cylinder 1, while the particles suspended in the gas are collected on the wall surface of the vortex cylinder by centrifugal force, these particles falling along the inner wall and then being discharged to the outside through a discharge opening 4. In addition, the straightening element 100, composed of a conical element 10 and guide plates 11, is placed in a space 8 directly at the below the lower end 2a of the inner tube 2. That is to say that the conical element 10 is placed in the space 8 concentrically with the inner tube 8 and several gu plates idage 11, preferably four to six, are arranged on the surface of the external periphery of the conical element 10. The rectifier 10, as shown in FIG. 14, is open at its lower surface 10a, while it is closed at its summit; it follows that an air stream A (carrier air stream or the like) cannot pass inside the rectifier 10. In addition, each of the guide plates 11 has the shape of a triangle which is perpendicular to the central axis. The outer peripheral edges lle of all the guide plates 11 thus formed are placed inside the inner tube 2. The powder and the granular material which have not yet been separated by the vortex current 7, near the internal wall of said vortex cylinder 1, are moved towards the space 8, directly below the internal tube 2, while creating the vortex current 7 with said carrier air, then are guided by the curved surface îîa of the guide plates 11 arranged in the space 8, so as to be gradually transformed into an ascending current 12, coming from the vortex current 7. At this stage, the speed acquired by the vortex current 7 is changed to axial speed alone, and in these conditions, it passes to the next stage of treatment by passing the internal tube 2.
Bien que les réalisations de la présente invention aient ainsi été expliquées, la présente invention ne doit pas être limitée à celles-ci et l'installation de la présente invention peut être réalisée en étant partiellement modifiée ou en y ajoutant un autre élément. Par exemple, au lieu de fermer la partie allongée 10b de l'élément conique 10, tout en ouvrant la surface inférieure 10a, on pourrait ouvrir la partie supérieure 10b, comme indiqué dans la figure 15, tandis que la surface inférieure 10a serait fermée, de façon à empêcher le courant d'air A de passer à l'intérieur du redresseur 10. Although the embodiments of the present invention have thus been explained, the present invention should not be limited thereto and the installation of the present invention can be achieved by being partially modified or by adding another element thereto. For example, instead of closing the elongated part 10b of the conical element 10, while opening the lower surface 10a, one could open the upper part 10b, as shown in FIG. 15, while the lower surface 10a would be closed, so as to prevent the air flow A from passing inside the rectifier 10.
De plus, les plaques de guidage 11 pourraient être tordues comme indiqué dans les figures 16A, 16B, 17A et 17B. In addition, the guide plates 11 could be twisted as shown in Figures 16A, 16B, 17A and 17B.
I1 est à remarquer que l'élément redresseur 100 peut être placé non seulement dans un cyclone, mais également dans la partie d'évacuation des particules fines d'un trieur pneumatique à courant tourbillonnaire forcé. It should be noted that the rectifier element 100 can be placed not only in a cyclone, but also in the part for removing fine particles from a pneumatic sorter with forced vortex.
REFERENCES 1. Cylindre à tourbillon lb. Cône inversé 2. Tube interne 2a. Partie inférieure du tube interne 3. Conduit d'admission 4. Orifice de décharge 5. Courant multiphase 7. Courant tourbillonnaire 8. Espace au-dessous du tube interne 10. Redresseur ou élément cônique 10a. Surface inférieure du redresseur 10b. Surface supérieure du redresseur 11. Plaques de guidage planes lIa. Surface courbe des plaques llb. Partie supérieure des plaques llc. Partie ascendante des plaques lld. Surface courbe des plaques île. Bord périphérique externe des plaques 12. Courant ascendant 100. Elément redresseur
A. Courant d'air
D. Diamètre du tube interne d. Diamètre de l'extrémité inférieure de l'élément redresseur
L. Distance entre le tube interne et le redresseur
P. Baisse de pression
S. Espace
T. Effet du courant dans le cyclone t. Ligne continue
V7. Vitesse tangentielle
A. Taux de perte de pression
B. Taux d'efficacité de ramassage REFERENCES 1. Whirlpool cylinder lb. Inverted cone 2. Inner tube 2a. Lower part of the inner tube 3. Intake duct 4. Discharge port 5. Multiphase current 7. Whirlpool current 8. Space below the inner tube 10. Rectifier or conical element 10a. Bottom surface of rectifier 10b. Upper surface of the rectifier 11. Flat guide plates IIa. Curved surface of plates llb. Upper part of llc plates. Ascending part of the lld plates. Curved surface of the island plates. External peripheral edge of the plates 12. Thermal 100. Rectifier element
A. Air flow
D. Diameter of the inner tube d. Diameter of the lower end of the rectifier element
L. Distance between the inner tube and the rectifier
P. Pressure drop
S. Space
T. Effect of current in cyclone t. Continuous line
V7. Tangential speed
A. Pressure loss rate
B. Collection efficiency rate
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