FR2696361A1

FR2696361A1 - Cyclone separator.

Info

Publication number: FR2696361A1
Application number: FR9311669A
Authority: FR
Inventors: Friedemann Ingwalt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1994-04-08
Also published as: GB2271520A; GB9319814D0; DE4233174A1

Abstract

L'entrée pour les gaz bruts est formée par un canai d'entrée (8), qui est ouvert en direction du séparateur, a une forme en spirale et possède une largeur qui augmente et une hauteur qui diminue en direction de l'extrémité du canal. Epuration de gaz.The inlet for the raw gases is formed by an inlet channel (8), which is open towards the separator, has a spiral shape and has an increasing width and a decreasing height towards the end of the gasket. channel. Gas purification.

Description

Séparateur à cyclone L'invention concerne un séparateur à cycloneCyclone Separator The invention relates to a cyclone separator

comportant une entrée tangentielle des gaz bruts, une sortie des gaz épurés en haut et une sortie des matières solides se trouvant en bas. Dans les séparateurs à cyclone connus de ce genre, il apparaît, juste derrière l'entrée, ce qu'on appelle un écoulement à pincement; le déplacement ainsi créé de l'écoulement tourbillonnaire donne des mélanges qui ne sont comprising a tangential inlet of the raw gases, a purified gas outlet at the top and an outlet of the solids at the bottom. In known cyclone separators of this kind, there appears, just behind the entrance, what is called a pinch flow; the thus created displacement of the swirling flow gives mixtures that are not

pas souhaitables.not desirable.

L'invention, élimine ces inconvénients; l'invention perfectionne un séparateur à cyclone du type indiqué plus haut de manière à obtenir un effet meilleur de séparation, tout en diminuant les pertes de charge. 15 Il est prévu, conformément à l'invention, de constituer l'entrée en un canal d'entrée en spirale, ouvert vers le séparateur à cyclone et d'une hauteur qui diminue et d'une largeur qui augmente vers l'extrémité du canal Par conséquent, l'axe médian longitudinal du canal d'entrée n'est pas à peu près dans un plan perpendiculaire au séparateur à cyclone L'axe médian longitudinal du canal d'entrée suit une ligne en spirale dont la distance à l'extrémité supérieure du séparateur cyclone augmente peu à peu On est sûr ainsi que le déplacement, qui apparaît sous l'effet de l'entrée des gaz The invention eliminates these disadvantages; the invention perfects a cyclone separator of the type indicated above so as to obtain a better effect of separation, while reducing the pressure drops. According to the invention, the inlet is provided in a spiral inlet channel open to the cyclone separator and of a decreasing height and a width which increases towards the end of the cyclone separator. Therefore, the longitudinal median axis of the inlet channel is not nearly in a plane perpendicular to the cyclone separator. The longitudinal median axis of the inlet channel follows a spiral line whose distance to the upper end of the cyclone separator is gradually increasing One is sure as well as the displacement, which appears under the effect of the entry of gases

bruts, est supprimé ou n'a lieu que dans une mesure qui n'a plus d'effet en pratique. is deleted or only to an extent that has no effect in practice.

Avantageusement, le canal d'entrée est délimité en haut et en bas par des parois obliques, de sorte que, dans le cas d'une section transversale au moins sensiblement trapézoïdale du canal, le plus long des deux côtés parallèles 5 (imaginaires) du trapèze soit du côté du séparateur Cette disposition contribue également à s'opposer au mélange indiqué précédemment. Mais avantageusement, on choisit une forme en spirale qui (lorsqu'on regarde le séparateur à cyclone selon une vue en plan) n'entoure sensiblement au maximum que sur environ 3600 le corps du séparateur à cyclone, et ce de telle sorte qu'en direction de l'extrémité du canal d'entrée, la hauteur du canal diminue jusqu'à s'annuler La première partie du canal d'entrée, qui entoure le séparateur sur un angle de 1800, a une section transversale sensiblement constante. Il faut mentionner qu'une forme trapézoïdale stricte n'est pas une exigence impérative et que, au contraire, on peut donner également une forme arrondie aux Advantageously, the inlet channel is delimited at the top and at the bottom by oblique walls, so that, in the case of an at least substantially trapezoidal cross section of the channel, the longest of the two parallel (imaginary) sides of the Trapezoid is the side of the separator This provision also helps to oppose the mixture indicated above. Advantageously, however, a spiral shape is chosen which (when looking at the cyclone separator according to a plan view) substantially surrounds at most only about 3600 the body of the cyclone separator, and this in such a way that direction of the end of the inlet channel, the height of the channel decreases to zero The first part of the inlet channel, which surrounds the separator at an angle of 1800, has a substantially constant cross section. It should be mentioned that a strict trapezoidal shape is not an imperative requirement and that, on the contrary, one can also give a rounded form to

parois latérales inférieure ou supérieure du canal d'entrée. lower or upper side walls of the inlet channel.

En outre il est avantageux que la partie supérieure ou le couvercle du séparateur à cyclone ne soit pas disposé horizontalement au-dessus du canal d'entrée Bien mieux, afin d'éviter des forces de frottement et un écoulement secondaire produit par ces forces et dirigé vers l'intérieur à proximité du couvercle, il est avantageux de donner à l'enveloppe du séparateur à cyclone une forme se rétrécissant coniquement vers le haut, dans la partie supérieure, de préférence dans In addition it is advantageous that the upper part or the cover of the cyclone separator is not arranged horizontally above the inlet channel. Better still, in order to avoid friction forces and a secondary flow produced by these forces and directed towards the inside near the lid, it is advantageous to give the cyclone separator casing a conically tapering shape upwards, in the upper part, preferably in the

la partie du canal d'entrée en spirale. the part of the spiral inlet channel.

L'invention vise en outre à améliorer et à modifier le tube plongeur de manière à satisfaire ainsi pour l'essentiel à l'exigence, indiquée plus haut, d'un meilleur effet de séparation Pour satisfaire à ces exigences, le tube plongeur reçoit une forme déterminée en coupe transversale, et ce de préférence de telle sorte que la section transversale du tube plongeur soit égale approximativement à 1,5 à 2 fois la section transversale d'entrée du canal d'entrée Il peut être également avantageux de munir l'extrémité inférieure du tube plongeur, d'évidements en5 forme de fente qui sont ouverts sur le bord et qui s'étendent The invention further aims at improving and modifying the dip tube so as essentially to satisfy the requirement, indicated above, of a better separation effect. To satisfy these requirements, the dip tube receives a determined in cross-section, and preferably so that the cross-section of the plunger tube is approximately 1.5 to 2 times the inlet channel cross-section of the inlet channel. It may also be advantageous to provide the lower end of the dip tube, slot-shaped recesses 5 which are open at the edge and extend

au moins approximativement en direction du tube plongeur. at least approximately in the direction of the dip tube.

Leur largeur peut diminuer vers le haut. Their width may decrease upwards.

Ces modifications pour le tube plongeur ont essentiellement les effets avantageux suivants: La répartition des vitesses radiales dirigées vers l'intérieur et surtout la réduction des grandes vitesses d'écoulement en direction de l'entrée du tube plongeur et la réduction, qui y est liée, de l'entraînement de particules grossières. Dans l'ensemble, on obtient une réduction du diamètre des grains de matière séparés Le diamètre des grains de matière séparés diminue continûment pour les fractions de gaz, qui s'évacuent dans le tube plongeur par la présence desdits évidements, et en outre pour les fractions de gaz, qui s'évacuent par l'ouverture inférieure de la partie rétrécie On obtient un diamètre minimum, nettement plus petit, des grains de matière séparés. En outre, la composante de tourbillonnement, qui augmente la perte de charge, dans le tube plongeur est supprimée par le fait que les effets de tourbillonnement sont freinés radialement par des courants de gaz qui pénètrent dans les évidements Il est important que ce redressement avantageux de l'écoulement puisse être obtenu sans effet de frottement supplémentaires néfastes sur les parois, mais par These modifications for the dip tube have essentially the following advantageous effects: The distribution of the radial speeds directed inwards and especially the reduction of the high flow speeds towards the inlet of the plunger tube and the reduction, which is related thereto , entrainment of coarse particles. As a whole, a reduction in the diameter of the separated material grains is obtained. The diameter of the separated material grains decreases continuously for the gas fractions, which are discharged into the dip tube by the presence of said recesses, and furthermore for the gas fractions, which are evacuated through the lower opening of the narrowed portion A much smaller minimum diameter of the separated material grains is obtained. In addition, the swirl component, which increases the pressure drop, in the dip tube is suppressed by the fact that the swirling effects are braked radially by gas currents that enter the recesses. It is important that this advantageous recovery of the flow can be obtained without adverse additional friction effects on the walls, but by

les moyens d'actions cinétiques de l'écoulement divisé. the kinetic action means of the divided flow.

De préférence, le canal d'entrée est délimité en haut et en bas par des parois obliques, de sorte que, pour Preferably, the inlet channel is delimited at the top and at the bottom by oblique walls, so that, for

une section transversale au moins sensiblement trapézoïdale du canal, le plus long des deux côtés parallèles du trapèze35 soit du côté du séparateur. an at least substantially trapezoidal cross-section of the channel, the longer of the two parallel sides of the trapezium 35 being on the separator side.

D'autres caractéristiques avantageuses de Other advantageous features of

l'invention ressortiront de la description donnée ci-après the invention will emerge from the description given below

prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d'un séparateur à cyclone; la figure 2 représente, à plus grande échelle, le séparateur à cyclone de la figure 1, à savoir sa moitié supérieure, dont la partie de droite est représentée en coupe; la figure 3 est une vue en élévation d'une variante; et la figure 4 est une vue en projection en plan du Reference is made to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is an elevational view of a cyclone separator; Figure 2 shows, on a larger scale, the cyclone separator of Figure 1, namely its upper half, the right part is shown in section; Figure 3 is an elevational view of a variant; and FIG. 4 is a plan view of the

séparateur de la figure 3.separator of Figure 3.

Le carter du séparateur cyclone est constitué essentiellement d'une partie supérieure 1 qui se rétrécit vers le haut en ayant une forme conique, d'une partie cylindrique 2 qui fait suite à la précédente vers le bas, et d'une partie inférieure 3 également conique de même dimension que la partie 1 et comportant une tubulure 4 en position20 basse, servant de sortie pour les matières solides En position centrée par rapport aux parties 1 à 3 est disposé, à l'intérieur du carter, un tube plongeur approximativement cylindrique 5, qui s'étend sensiblement sur les parties 1 et 2 et qui possède, à sa partie supérieure, une tubulure 6 The casing of the cyclone separator consists essentially of an upper part 1 which tapers upwards in a conical shape, of a cylindrical part 2 which follows the previous one downwards, and of a lower part 3 also The cone of the same size as the part 1 and having a pipe 4 in the low position, acting as an outlet for the solids. In a position centered with respect to the parts 1 to 3, an approximately cylindrical dip tube 5 is placed inside the housing. , which extends substantially over the parts 1 and 2 and which has, at its upper part, a tubing 6

servant de sortie pour les gaz épurés. serving as an outlet for purified gases.

En 7 se trouve une entrée pour les gaz bruts, qui est formée d'un canal ou serpentin d'entrée 8 de forme trapézoïdale en coupe transversale, ce canal entourant la partie 1 en spirale du haut (bord supérieur de la partie 1) au bord inférieur de la partie 1 lorsqu'on regarde le séparateur à cyclone de la figure, sur environ 2700 comptés circonférentiellement (vue en plan du séparateur), mais on At 7 is an inlet for the raw gases, which is formed of an inlet channel or inlet coil 8 of trapezoidal cross-sectional shape, this channel surrounding the spiral part 1 from the top (upper edge of the part 1) to the lower edge of part 1 when looking at the cyclone separator of the figure, about 2700 circumferentially counted (plan view of the separator), but

peut également choisir un enroulement sur environ 300 à 3300. can also choose a winding on about 300 to 3300.

Le serpentin d'entrée 8 est posé dans une certaine mesure sur la partie 1, mais est ouvert en direction de l'intérieur du séparateur (voir également la représentation en coupe de la figure 2, moitié de droite). Au point d'entrée 7, qui s'étend tangentiellement au séparateur, le canal d'entrée 8 a, pour une section transversale trapézoïdale, une hauteur H, ainsi qu'une grande largeur bl et qu'une petite largeur b 2 Ces dimensions se The inlet coil 8 is placed to some extent on the part 1, but is open towards the interior of the separator (see also the sectional representation of Figure 2, right half). At the point of entry 7, which extends tangentially to the separator, the inlet channel 8 has, for a trapezoidal cross section, a height H, as well as a large width b1 and a small width b2. himself

modifient constamment en direction de la ligne médiane 9. constantly change towards the median line 9.

Alors que le canal d'entrée a, dans la vue en coupe (moitié de droite de la figure 2), encore une hauteur h (H est supérieure à h) et de grandes largeurs Bl et B 2, mais toujours une forme trapézoïdale, le canal d'entrée 8 devient, à la ligne médiane 9, simplement la paroi conique de la partie 1 Cette forme particulière du canal d'entrée 8 donne While the input channel has, in the sectional view (right half of FIG. 2), still a height h (H is greater than h) and large widths B1 and B2, but still a trapezoidal shape, the inlet channel 8 becomes, at the center line 9, simply the conical wall of the part 1 This particular form of the inlet channel 8 gives

une entrée extrêmement douce, sans effet discontinu de15 déplacement, de rupture et de mélange. an extremely soft entry, without discontinuous effect of displacement, breakage and mixing.

L'extrémité inférieure du tube plongeur 5 s'étend en outre jusqu'au bord supérieur de la partie 3 et au-delà de la zone de la partie 2, en ayant des fentes 10 ouvertes sur le bord et dont la largeur diminue peu à peu vers la partie The lower end of the dip tube 5 further extends to the upper edge of the portion 3 and beyond the zone of the portion 2, having slots 10 open on the edge and whose width decreases little to little towards the party

1 Ces fentes 10 produisent l'effet mentionné de réduction du tourbillonnement. These slots 10 produce the mentioned effect of reducing swirling.

Dans le séparateur à cyclone des figures 3 et 4, la partie supérieure 1 est remplacée par une partie cylindrique 11 Mais dans ce cas également, la zone d'entrée en 7 est trapézoïdale; jusqu'à la ligne médiane 9, la hauteur H diminue peu à peu jusqu'à zéro, tandis que les largeurs In the cyclone separator of FIGS. 3 and 4, the upper part 1 is replaced by a cylindrical part 11. In this case also, the inlet zone 7 is trapezoidal; up to the center line 9, the height H decreases gradually to zero, while the widths

augmentent conformément aux figures 1 et 2 En outre, la forme de réalisation des figures 3 et 4 a également une tubulure d'entrée 12 installée en amont qui améliore l'entrée30 tangentielle. In addition, the embodiment of FIGS. 3 and 4 also has an inlet pipe 12 installed upstream which improves the tangential inlet.

Le diamètre intérieur du tube plongeur 5 est environ 1,5 fois plus grand que celui du canal d'entrée 8 au The inside diameter of the plunger tube 5 is about 1.5 times larger than that of the inlet channel 8 at

point 7.point 7.

En outre, les sections transversales du canal d'entrée 8 sont également choisies de préférence de sorte que In addition, the cross sections of the inlet channel 8 are also preferably selected so that

6 26963616 2696361

la section transversale de ce canal ne diminue pas sensiblement (par exemple pour la première zone circonférentielle de 180 ), en dépit des variations indiquées de largeur et de hauteur; après que le canal d'entrée5 s'enroule sur 1800, il s'étend d'une manière tout à fait progressive vers le haut et vers le bas Comme cela est mentionné la hauteur du canal d'entrée 8 diminue jusqu'à the cross section of this channel does not decrease substantially (for example for the first circumferential zone of 180), despite the indicated variations in width and height; after the input channel 5 rolls over 1800, it extends quite gradually up and down. As mentioned, the height of the input channel 8 decreases to

s'annuler au niveau de la ligne médiane 9. cancel at the center line 9.

Claims

Cyclone separator comprising a tangential inlet of the raw gases, an outlet of the purified gases, at the top, formed of a dip tube centered in the separator, and an outlet of the solids at the bottom, characterized in that the inlet for the raw gases is formed of an inlet channel (8), which is open towards the separator and which has a spiral shape, and an increasing width and a decreasing height towards the end of the

channel.

Cyclone separator according to Claim 1, characterized in that the inlet channel (8) is delimited at the top and at the bottom by oblique walls, so that for at least a substantially trapezoidal cross-section of the channel the longer on both sides parallel

trapezoid is on the separator side.

Cyclone separator according to Claim 1, characterized in that the inlet channel (8) surrounds the

separator on about 3600 C maximum.

Cyclone separator according to Claim 3, characterized in that the inlet channel (8) surrounds the

separator on about 2700.

Cyclone separator according to Claim 1, characterized in that the first part of the inlet channel (8) which surrounds the separator at an angle of 1800,

has a substantially constant cross section.

Cyclone separator according to Claim 1, characterized in that the upper part (1) of the

The separator shrinks upwards with a conical shape.

Cyclone separator according to Claim 1 or 6, characterized in that the inlet channel (8) extends substantially over the whole height of the part.

conical (1) or frustoconical.

8 cyclone separator according to the claims

1, 6 or 7, characterized in that the dip tube (5) extends over the height of the conical (1) or frustoconical portion and a cylindrical portion (2) which connects

down to the tapered portion of the separator housing.

9 cyclone separator according to claim 1, characterized in that the plunger tube (5) has, at its lower end, recesses (10) open on the edge. Cyclone separator according to Claim 9, characterized in that the recesses (10) extend in the form of slots at least substantially in

direction of the dip tube (5).

11 cyclone separator according to claim, characterized in that the width of the slots decreases

to the top.

Cyclone separator according to Claim 1 and 2, characterized in that at the end of the channel the shortest of the two parallel sides of the trapezium coincides with

the outer wall of the separator housing.

13 cyclone separator according to claim 1, characterized in that the diameter of the plunger tube is equal to about 1.5 to 2 times the cross section of the

input channel at the entry point (7) of this channel.