KR930008502B1

KR930008502B1 - Cyclone separator

Info

Publication number: KR930008502B1
Application number: KR1019910004786A
Authority: KR
Inventors: 홍덕기
Original assignee: 홍덕기
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 1993-09-09
Also published as: KR920017729A

Abstract

e classifier with a cyclone has an inner cylinder (12) which has a length similar to that of the outer cylinder (10) and has a gas outlet (12c). And the classifier has equi-spaced gas discharge holes (13a,13b,13c) on the inner cylinder (12) so that the velocity of the outgoing gas is gradually increased from the lower part of the inner cylinder (12) to the top part. The classifier can make the outgoing gas move with an equal accelerating velocity by varying the flow rate or crosssectional area of the fluid according to the structure of the inner cylinder. Especially the classifier has an excelent effect in case that the gas is supplied discontinuously in the unit time.

Description

Classifier using cyclone

제 1 도는 공기 수송 장치의 구조를 나타내는 개략도.1 is a schematic view showing the structure of an air transport apparatus.

제 2 도는 싸이클론의 구조를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing the structure of a cyclone.

제 3 도는 본 발명 분급기의 구조를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing the structure of the classifier of the present invention.

제 4 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 외통 10a : 원통부분10: outer cylinder 10a: cylindrical portion

10b : 원추부분 12 : 내통10b: cone 12: inner barrel

12a : 원통부분 12b : 원추부분12a: cylinder portion 12b: cone portion

13 : 배출공 16 : 싸이로13: outlet hole 16: cyro

20 : 안내통 21 : 충돌판20: guide 21: crash plate

본 발명은 공기 수송장치에 있어서, 싸이클론을 이용하여 분말을 입체로부터 분리시키는 분급기에 관련된 것으로서 특히 입체로부터 분리된 분말이 기체와 혼합된 상태로 배출되는 과정에서 배출기체의 배출속도를 점진적으로 변화시켜 기체의 배출이 원활히 이루어지도록 한 분급기에 관한 것이다.The present invention relates to a classifier for separating a powder from a solid by using a cyclone in an air transport apparatus, and in particular, the discharge rate of the exhaust gas is gradually changed in the process of discharging the powder separated from the solid in a mixed state with a gas. It is related to the classifier to make the gas discharge smoothly.

일반적으로 공기 수송 장치는, 제 1 도에 도시된 바와같이, 압축기(2)에 의해 이루어지는 고속의 기체흐름(15∼40m/s)속에 공급호퍼(1)를 통해 공급되는 분입체를 포함시키고, 상기 기체의 유동속도, 유동압력, 유량등에 의해 결정되는 기체의 운동에너지에 의해 상기 분입체를 일정거리 이송시켰다.In general, the air transport apparatus includes an injection body supplied through the feed hopper 1 in a high speed gas flow (15-40 m / s) made by the compressor 2, as shown in FIG. The particle is conveyed for a certain distance by the kinetic energy of the gas determined by the flow velocity, the flow pressure, the flow rate, and the like of the gas.

상기 분입체는 분말과 입체가 서로 밀착된 상태이거나 서로 섞여 있는 상태로 이루어지고, 상기 분입체중에서 분말 성분은 불필요한 성분이므로 상기 공기 수송장치의 종단부에는 상기 분입체를 분말과 입체로 각각 분리시키기 위하여 분급기(4)를 사용하였다.The powder and the three-dimensional body is in close contact with each other or mixed with each other, and the powder component in the powder is an unnecessary component, so that the separation of the powder and three-dimensionally in the end of the air transport apparatus, respectively Classifier 4 was used for this purpose.

상기 공기 수송장치에 사용되는 분입체의 대표적인 예로는 곡물, 또는 석유 화학 관련 원자재등이 있다.Representative examples of the particles used in the air transport device is grain, or petrochemical related raw materials.

분입체의 예중에서 석유화학 원자재, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 피브이씨, 또는 나일론과 같은 원자재는 통상적으로 입체 상태로 된 원자재에 분말이 묻어있을 뿐만 아니라 상기 입체 상태의 원자재가 공기 수송장치를 통해 이송되는 과정에서 이송용 배관의 내부벽이나 배관 관련 자재인 엘보, 댐퍼 또는 분기변(Diverter)등에 부딪치어 분말이 발생하고, 이러한 분말이 입체에 흡착되어 분입체의 상태로 이송되었다.In the example of an aliquot, petrochemical raw materials, such as polyethylene, polypropylene, polyester, FVC, or nylon, are not only typically powdered in three-dimensional raw materials, but also the three-dimensional raw materials are transported by air. In the process of conveying through the device, a powder is generated by hitting the inner wall of the conveying pipe or an elbow, a damper, or diverter (Diverter), which is a pipe-related material, and the powder is adsorbed to the solid and transported in the state of the sieve.

그리고, 이들 분입체를 사출기 또는 방사기등의 가공기계를 사용하여 사출하거나 방사(Spining)하는 경우에는 분말에 의해 사출제품의 표면이 불량하게 되고, 실이 균일치 못하게 되어 끊어지거나 매듭이 생기게 되기 때문에 분입체는 상기 사출기, 방사기등에 유입되기 전에 분급기를 이용하여 분말과 입체로 분리된뒤, 순수한 입체들만이 유입되도록 하였다.In addition, in the case of injecting or spinning these powders by using a processing machine such as an injection machine or a spinning machine, the surface of the injected product is poor due to the powder, and the yarn becomes uneven, which causes breakage or knots. The separator is separated into three-dimensional powder and three-dimensionally by using a classifier before entering the injection machine, the spinner, etc., so that only pure solids are introduced.

상기와 같은 분입체를 입체와 분말로 분리시키는 분급기는 일반적으로 싸이클론의 원리를 이용하였기 때문에 입체는 중력, 관성력 또는 원심력등에 의해 직접되고, 분말은 부유속도를 이용하여 기체와 함께 외부로 배출되었다.Since the classifier which separates the above three-dimensional particles into three-dimensional and powder generally uses the principle of cyclone, the three-dimensional is directly by gravity, inertia, or centrifugal force, and the powder is discharged to the outside with gas using the floating velocity. .

또한, 상기의 싸이클론은 분입체의 공급 방법에 따라 나선형, 포괄형 또는 축방향형 등이 있었으며, 싸이클론을 이용한 종래 분급기의 대표적인 사용예가 제 2 도에 도시되어 있다.In addition, the cyclone has a spiral, enclosed or axial type according to the method of supplying the sieve, and a typical use of the conventional classifier using the cyclone is shown in FIG.

즉, 외통(7)을 원통형 통체로 형성하고, 상기 원통형 통체의 하단부에는 원추형체를 일체로 연이어 형성하므로써 입구(5)를 통해 유입된 기체가 외통(7)의 내벽을 따라 돌면서 하강하고, 상기 기체는 외통(7)의 원추형 통체 하단에서 반전 상승을 시작하여 외통(7)의 중심부로 상승하여 내통(6)을 통해 외부로 배출되었다.That is, the outer cylinder 7 is formed into a cylindrical cylinder, and the lower end portion of the cylindrical cylinder forms a conical body in series so that the gas introduced through the inlet 5 descends while rotating along the inner wall of the outer cylinder 7, and The gas started to rise inverted at the bottom of the conical cylinder of the outer cylinder 7, rose to the center of the outer cylinder 7, and was discharged to the outside through the inner cylinder 6.

상기 기체의 유동과정에서 기체는 하강시에 와류의 형태로 하강하고 상기 기체에 포함된 분입체는 외통(7)의 내벽등과 부딪치면서 분말과 입체로 분리되며, 상기 입체는 원심력에 의해 내벽을 따라 돌아 나선상의 궤적을 그리면서 아래 방향으로 떨어지고, 분말은 기체에 포함된 상태로 하강한 후 반전상승하여 외부로 배출되었다.In the flow of the gas, the gas descends in the form of vortex when descending, and the gas-injector contained in the gas is separated into powder and three-dimensional while colliding with the inner wall of the outer cylinder (7), and the three-dimensional is the inner wall by centrifugal force. Following the spiral trace, it falls downward while drawing, and the powder descends to the state contained in the gas and then reversely rises and is discharged to the outside.

그러나, 분말과 혼합된 상태에서 반전상승뒤 배출되는 배출기체는 유로의 단면적이나 유량에 의해 유동 속도가 변하게 되고, 상기의 종래 분급기에서는 내통(6)이 배출기체의 반전 상승 부위까지 형성되어 있지 않았기 때문에 배출기체의 유로가 배출기체와 하강기체의 경계면에 의해 형성되므로써 배출기체 유로의 단면적이 매우 유동적이어서 배출속도가 연속적이지 못하고, 이로인해 유로중 특정구간에서 배출기체의 속도가 급격히 저하되어 부유속도를 갖지 못하는 분말이 하강하면서 뒤어서 배출되는 배출기체와 충돌하여 상승하고, 상승한 뒤 다시 하강하여 재차 충돌하는 과정을 반복하는 정체 현상이 발생하였다.However, the discharge gas discharged after the reverse rise in the mixed state with the powder changes the flow velocity by the cross-sectional area or flow rate of the flow path, and in the conventional classifier, the inner cylinder 6 is not formed to the reverse rise portion of the discharge gas. Since the flow path of the discharge gas is formed by the interface between the discharge gas and the falling gas, the cross-sectional area of the discharge gas flow path is very fluid, and thus the discharge speed is not continuous, which causes the discharge gas velocity to drop rapidly in a certain section of the flow path. As the powder that does not have the speed descends and collides with the exhaust gas discharged afterwards, the congestion phenomenon occurs that the process of repeating the collision after rising again and descending again.

상기의 정체현상은 분급을 위한 기체가 불연속적으로 공급되는 경우에 그 발생의 정도가 심화되어 하강하는 분말이 하단부에 퇴적되므로써 분급기의 분급효율과 신뢰도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.The stagnation phenomenon has a problem in that when the gas for classification is discontinuously supplied, the degree of occurrence thereof is intensified and the falling powder is deposited at the lower end, thereby lowering the classification efficiency and reliability of the classifier.

따라서, 본 발명은 내통의 단면적이나 내통을 통과하는 배출기체의 유량을 조절하여 배출기체가 등가속도 운동를 하는 것과 동일한 속도 분포를 가지면서 배출되도록 하므로써 배출기체가 원활히 배출되도록 하기 위한 것으로서, 이를 첨부한 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 따라 상술하면 다음과 같다.Accordingly, the present invention is to allow the discharge gas to be discharged smoothly by adjusting the cross-sectional area of the inner cylinder or the flow rate of the discharge gas passing through the inner cylinder so that the discharge gas is discharged with the same speed distribution as the equivalent acceleration movement, attached to this When described in detail according to an embodiment of the present invention shown in the drawings as follows.

제 3 도에 도시된 바와같이, 외통(10)은 원통형의 통체로 이루어지고 상단 일측에 기체공급구(11)를 가지는 원통부분(10a)과, 상기 원통부분(10a)의 하단에 일체로 이루어지며 원추형의 통체로 이루어지는 원추부분(10b)으로 형성한다.As shown in Figure 3, the outer cylinder 10 is made of a cylindrical cylinder and has a cylindrical portion 10a having a gas supply port 11 on one side of the upper end, and integrally formed at the lower end of the cylindrical portion 10a. It is formed into a conical portion (10b) consisting of a conical cylinder.

상기 원추부분(10b)의 하단에는 분급이 완료된 입체를 수납시키기 위한 싸이로(16)를 연결시킨다.The lower end of the cone portion (10b) is connected to the cyclo 16 for storing the three-dimensional classification is completed.

그리고, 상기 기체공급구(11)는 원통부분(10a)의 접선방향에 위치시키는 것이 바람직하나 공급기체가 외통(10)의 내부벽에서 하강시 가지는 원심력의 세기를 원칙적으로 조절하기 위하여 원통부분(10a)의 중심선상에 위치시킬 수도 있으며, 그 위치를 상기 접선과 중심선과의 사이중 임의의 위치에 필요에 따라 가변적으로 고정시킬 수도 있다.In addition, the gas supply port 11 is preferably located in the tangential direction of the cylindrical portion 10a, but the cylinder portion 10a in order to adjust the strength of the centrifugal force that the supply gas has when descending from the inner wall of the outer cylinder 10 in principle. The position may be positioned on the center line, and the position may be variably fixed as necessary at any position between the tangent line and the center line.

또한, 상기 기체공급구(11)는 원통부분(10a)의 접선과 중심선과의 사이중 임의의 위치에 고정하고, 상기 기체공급구(11)의 양단부중 원통부분(10a)의 내부에 위치하는 일단에 공급기체의 방향을 가변적으로 조절할 수 있는 안내통(20)을 설치할 수도 있다.In addition, the gas supply port 11 is fixed at any position between the tangent of the cylindrical portion (10a) and the center line, and located inside the cylindrical portion (10a) of the both ends of the gas supply port (11) One end may be provided with a guide cylinder 20 that can variably adjust the direction of the supply gas.

그리고, 상기 원통부분(10a)의 내벽에는 소정각도와 크기를 가지는 충돌판(21)을 여러개 형성한다.In addition, a plurality of impingement plates 21 having a predetermined angle and size are formed on the inner wall of the cylindrical portion 10a.

내통(12)은 상기 외통(10)의 내부에 설치하되 그 상단인 기체배출구(12c)는 외통(10)으로 부터 돌출시키고, 그 하단은 적어도 상기 공급기체가 하향이동을 마치고 상승 반전하는 부위에 위치하도록 하며, 내통(12)은 원통형의 통체로 된 원통부분(12a)과 상기 원통부분(12a)에 일체로 연이어지고 원추형의 통체로 된 원추부분(12b)으로 형성한다.The inner cylinder 12 is installed inside the outer cylinder 10, but the upper end of the gas outlet 12c protrudes from the outer cylinder 10, and the lower end thereof at least at the site where the supply gas finishes the downward movement and rises and reverses. The inner cylinder 12 is formed of a cylindrical cylindrical portion 12a and integrally connected to the cylindrical portion 12a and formed of a conical cylindrical portion 12b.

그리고, 상기 내통(12)에는 그 외주상에 배출공(13a, 13b, 13c)를 형성하되, 상기 배출공(13a, 13b, 13c)는 서로 일정한 간격만큼 떨어지도록하여 여러 단으로 형성한다.The inner cylinder 12 has discharge holes 13a, 13b, and 13c formed on the outer circumference thereof, and the discharge holes 13a, 13b, and 13c are formed in multiple stages so as to be spaced apart from each other by a predetermined interval.

그러므로, 분입체가 혼합되어진 공급기체가 상기 기체 공급구(11)를 통해 일정한 유량과 속도를 가진 상태로 공급되면 상기 충돌판(21)에 일차로 충돌한 후 양 원통부분(10a, 12a)의 내, 외벽 사이에 충돌하고, 이어서 와류의 형태로 나선의 궤적을 형성하면서 하향 이동하게 된다.Therefore, when the supply gas mixed with the injection body is supplied at a constant flow rate and velocity through the gas supply port 11, the collision plate 21 is first collided and then both cylinders 10a and 12a It collides between the inner and outer walls, and then moves downward while forming a spiral trajectory in the form of a vortex.

이때 공급기체에 혼합되어 있던 분입체는 상기 충돌판(21)과 양 원통부분(10a, 12a)의 내, 외벽에 충돌하므로써 입체와 분말로 각각 분리되고, 입체는 원심력에 의해 원통부분(10a)의 내벽방향으로 이동한 후 상기 내벽에서 나선상의 궤적을 그리면서 떨어져 싸이로(16)로 집적되며, 분말은 공급기체와 혼합된 상태로 나선상의 체적을 그리면서 하향이동하고, 이어서 상기 배출공(13a∼13c)을 통해 내통(12)의 내부에서 반전 상승하여 배출구(12c)를 통해 외부로 배출된다.At this time, the gas mixture mixed with the supply gas is separated into solid and powder by impinging on the inner and outer walls of the collision plate 21 and the cylindrical portions 10a and 12a, respectively, and the solid is centrifugal force for the cylindrical portion 10a. After moving in the direction of the inner wall of the spiral wall from the inner wall is drawn to the cyclone (16), and the powder is moved downwards while drawing a spiral volume in a mixed state with the supply gas, and then the discharge hole ( It reversely rises inside the inner cylinder 12 via 13a-13c, and is discharged | emitted outside through the discharge port 12c.

상기와 같은 기체의 배출과정에서 배출기체는 전체의 기체유량(Q)중에서 배출공(13a)을 통해 제1배출유량(△Q₁)이 배출되고, 잔여 유량(Q-△Q₁)중에서 배출공(13b)을 통해 제2배출유량(△Q₂)이 배출되며, 또다시 잔여 배출유량(Q-Q₁-Q₂)이 배출공(13C)를 통해 배출되므로써 각각의 배출공(13a∼13c)를 통과하여 내통(12) 내부에서 상승하는 배출기체의 속도(V₁₃a∼V₁₃C)는 V₁₃a〉V₁₃b〉V₁₃c가 된다.In the discharge process, the gas such as the exhaust gas is a first discharge flow rate (△ Q ₁₎ in the total gas flow rate (Q) through the discharge hole (13a) is discharged, the discharge flow rate from the remaining (Q- △ Q ₁₎ The second discharge flow rate △ Q ₂ is discharged through the hole 13b, and the remaining discharge flow rates QQ ₁ -Q ₂ are discharged through the discharge hole 13C, respectively, so that each discharge hole 13a to 13c is discharged. the inner tube 12 velocity (V ₁₃ a~V ₁₃ c) of the exhaust gas rising from the inner passage ₁₃ is a V a> V b _13> V ₁₃ c.

따라서 배출속도는 상기 배출공(13a∼13c)으로 부터 기체배출구(12c)까지 상기와 같은 속도 분포를 유지하게 되며, 이것은 배출기체가 등가속도 운동하는 것과 동일한 효과를 가지게 된다.Therefore, the discharge speed is maintained in the same speed distribution from the discharge hole (13a to 13c) to the gas discharge port (12c), which has the same effect as the exhaust gas is equivalent speed movement.

상기의 과정은 유동하는 기체의 유량과 속도에 관한 일반적인 관계(Q=AV, A=Const)를 이용하고 있으나, 상기 관계에서 단면적을 변화시켜 상기와 동일한 속도 분포를 가질수도 있으며(Q=AV, A=Const), 이러한 구성이 제 4 도에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 나타나 있다.The above process uses a general relationship (Q = AV, A = Const) related to the flow rate and velocity of the flowing gas, but may have the same velocity distribution by changing the cross-sectional area in the relationship (Q = AV, A = Const), such a configuration is shown in another embodiment of the present invention shown in FIG.

즉, 외통(10)을 원통부분(10a)과 원추부분(10b)으로 형성하고, 상기 외통(10)의 내부에 내통(12c)를 형성하되 상기 내통(12c)는 그 하단이 적어도 배출기체가 반전상승하는 부위에 이르도록 형성하고, 상단으로 부터 하단에 이르기까지 그 내부의 단면적이 점진적으로 증가하는 상협 하광인 원추형의 형태로 형성하며, 그 하단에 다수의 배출공(13d)를 형성한다.That is, the outer cylinder 10 is formed of a cylindrical portion 10a and a cone portion 10b, and an inner cylinder 12c is formed inside the outer cylinder 10, but the lower portion of the inner cylinder 12c has at least a discharge gas. It is formed to reach an inverted rising portion, and is formed in the form of a conical shape, which is upper and lower light beams whose cross sectional area gradually increases from the top to the bottom, and forms a plurality of discharge holes 13d at the bottom thereof.

그러므로, 상기 배출공(13d)을 통과하여 내통(12c)의 내부로 상승하는 배출기체는 상승높이의 차이에 따라 이동속도가 다르게 된다.Therefore, the discharge gas which rises through the discharge hole 13d to the inside of the inner cylinder 12c has a different moving speed according to the difference in the rising height.

즉, 내통(12c)중에서 임의의 3지점인 La, Lb, Lc는 각각의 단면적(Aa, Ab, Ac)이 다르므로 La지점을 통과하는 기체는 속도가 Va이고, Lb지점을 통과하는 기체의 속도는 Vb, Lc지점을 통과하는 기체의 속도는 Vc가 되며 이들 속도는 Va〉Vb〉Vc가 된다.That is, since any of the three points La, Lb, and Lc in the inner cylinder 12c have different cross-sectional areas (Aa, Ab, Ac), the gas passing through the La point has a velocity of Va, and the gas passing through the Lb point is The velocity of the gas passing through the points Vb and Lc is Vc and these velocities are Va> Vb> Vc.

이와같이, 본 발명은 내통의 구조에 따라 유체의 유량이나 단면적을 변화시키므로써 배출기체가 등가속도 운동하는 것과 동일한 효과를 얻도록하여 원활히 배출시킬 수 있게 된다.In this way, the present invention can be smoothly discharged by changing the flow rate or the cross-sectional area of the fluid in accordance with the structure of the inner cylinder to achieve the same effect as the exhaust gas is equivalent acceleration movement.

또한, 본 발명은 공급기체가 장시간에 걸쳐 연속적으로 공급되는 경우에도 그 효과가 크지만, 공급기체가 단위시간 동안 불연속적으로 공급되는 경우에 그 효과가 탁월하다.In addition, the present invention has a great effect even when the supply gas is continuously supplied for a long time, but the effect is excellent when the supply gas is discontinuously supplied for a unit time.

즉, 일정량의 공급기체가 단위시간만 공급되고 중단되는 경우에 종래에는 배출기체가 특정구간에서 과밀해지게 되나 본 발명에서는 배출기체의 속도가 하단부로 부터 상단부에 이르기까지 점진적으로 증가하는(Va〉Vb〉Vc, V₁₃a〉V₁₃b〉V₁₃c) 속도 분포를 가지게 되어 전화기 배출 과정에서 일정한 밀도를 유지하게 된다.In other words, when a certain amount of supply gas is supplied and stopped only for a unit time, the exhaust gas is conventionally dense in a certain section, but in the present invention, the velocity of the exhaust gas is gradually increased from the lower end to the upper end (Va>). Vb> Vc, V ₁₃ a> V ₁₃ b> V ₁₃ c) It has a velocity distribution to maintain a constant density during the discharge of the phone.

Claims

In a classifier having a conventional cyclone type outer cylinder having a lower end connected to a cyclone and having a gas supply port at an upper end thereof, an inner cylinder 12 having a gas discharge port 12c in the outer cylinder 10 is connected to the length of the outer cylinder 10. Installed similarly, the inner cylinder 12 is drilled in several stages to have a discharge hole (13a, 13b, 13c) at regular intervals from each other to gradually discharge the gas in the process of moving from the lower end of the inner cylinder 12 to the upper end A cyclone classifier, characterized in that it is discharged with increasing velocity distribution.

The method of claim 1, wherein the inner cylinder (12c) is formed in a conical shape, which is a light beam down, the discharge hole (13d) is formed in the lower and the exhaust gas is gradually increased in the process of moving from the lower end to the upper end of the inner cylinder (12c) A cyclone classifier, characterized in that it allows discharge with a velocity distribution.