PL85294B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest oddzielacz cyklo¬ nowy o przeplywie skretnym do sortowania dro- foncnziairnlsityich czastek, majacy cylindryczna ko¬ more, wspólosiowy z ta komora przewód wlotowy dla sortowanych czastek po jednej stronie tej ko¬ mory oraz wspólosiowy z nia przewód odprowa¬ dzajacy po przeciwnej stronie jak równiez umie¬ szczone ukoisnie w stosunku do wlotu czastek dysze dla powietrza wtórnego i przynajmniej jeden wylot dla oddzielonych czastek otaczajacy kon¬ centrycznie wlot czastek.Znane jest stosowanie tego rodzaju oddzielaczy cyklonowych zarówno do oddzielania jak i segre¬ gacji drobnoziarnistych czastek. Rozdzielacz taki sklada sie przy tym zasadniczo z cylindrycznie u- ksztaltowanej komory, która po jednej stronie czo¬ lowej ma osicWo przebiegajacy wlot dla sortowa¬ nych lub oddzielanych czasteczek oraz po przeci¬ wnej stronie wylot dla czystego gazu, jak równiez dla nieipcdzielcnych czastek.Ponadto stycznie do plaszcza komory cyklonu i ukosnie w stosunku do wlotu umieszczone sa prze¬ wody doprowadzajace dla powietrza wtórnego. Dla odprowadzania oddzielonych czasteczek sluzy pierscieniowa szczelina odprowadzajaca, otaczajaca wlot dla sortowanych czastek i laczaca sie z za¬ sobnikiem. Przez doprowadzenie gazu wraz z sor¬ towanymi czastkami oraz powietrza wtórnego w przeciwnych do siebie kierunkach, wewnatrz ko¬ mory cyklonu tworzy sie tak zwany przeplyw skretny skladajacy sie z wewnetrznego strumie¬ nia wirowego przebiegajacego po linii spiralnej oraz zewnetrznego strumienia obiegowego równiez ma¬ jacego droga uksztaltowana spiralnie i wystepu¬ jacego w poblizu scian komory cyklonu, przy czym oba te strumienie maja przeciwnie skierowane rów¬ nolegle do osi komory skladowe przeplywu. Dopro¬ wadzany poprzez wlot materialu gaz wraz z cza¬ stkami sortowanymi, przechodzacy przez lopatki kierujace zostaje wprawiony w ruch wirowy tak, ze czastki wyrzucone sila odsrodkowa z wewnetrz¬ nego strumienia wirowego dostaja sie do zewne¬ trznego strumienia obiegowego i unoszone przez ten strumien przechodza poprzez pierscieniowa szczeli¬ ne do zasobnika badz tez odpowiedniego urzadze¬ nia odprowadzajacego.Tego rodzaju cidldizieilalaze cykloimowe maja rów¬ niez dla najdrobniejszych czastek bardzo wysoki stopien oddzielania co wynika z wykresu pokaza¬ nego na fig. 1. Na wykresie tym pokazano stopien rozdzielczosci w zaleznosci od srednicy czasteczek, przy czym stopien rozdzielania na frakcje pylowe dotychczas stosowanych oddzielaczy cyklonowych jest pokazany przez krzywa I. Z krzywej tej wy¬ nika, ze praktycznie wszystkie czasteczki wieksze od 5 mikronów sa oddzielane w 100%. Przy tym jednakze nasltejpiuije równiez odidizdelenlie od zasobni¬ ka czasteczek mniejszych niz 5 mikronów. Przy oddzielaniu czastek ponizej okreslonej wielkosci powinny te czasteczki byc oddzielone w calosci ria- 85 294[ 3 tomiast czastki majace ;wieksza wielkosc nie po¬ winny sie wsród nich ; znajdowac. Taka idealna krzywa oddzielania dla jednego oddzielacza jest na przyklad krzywa II dla granicznej wielkosci ziarna wynoszacej 10 mikronów. Próbowano juz czynic usi¬ lowania w celu skonstruowania oddzielaczy cyklo¬ nowych, w których poczatkowe cisnienie powietrza wtórnego i/lub predkosc ruchu wirowego zmniej¬ szana byla przez lopatki kierujace tak, ze uzyski¬ wano przez to obnizenie stopnia rozdzielczosci. Uzy¬ skiwany przy tym stopien oddzielania frakcji py¬ lowej jest okreslony przez krzywa III z czego wy¬ nika, ze tylko bardzo niedokladne zblizenie do tej krzywej idealnej uzyskane1 w tym przypadku.Wskazuje to równiez, ze samo poslugiwanie sie zmniejszona wydajnoscia przeplywu nie daje ocze¬ kiwanych wyników oraz nie pozwala uzyskac wy- ? raznej krzywej rozdzielczosci.Celem wynalazku jest skonstruowanie oddziela¬ cza cyklonowego wspomnianego , wyzej typu w talki sposób aby umozliwial on uzyskanie rozdziel¬ czosci bardziej wyrazistej nia*to mialo miejsce dotychczas.Dla osiagniiejciia tego celiu. posta/wiilono acibie za zadanie skonstruowac oddzielacz cyklonowy tak aby dawal on mozliwie równomierny stopien roz¬ dzielczosci w zakresie frakcji pylowej.Zadanie to rozwiazano wedlug wynalazku przez skonstruowanie oddzielacza cyklonowego, w któ¬ rym wlot materialu rozdzielanego ma postac wa¬ skiej, pierscieniowej szczeliny a dysze dla powie¬ trza wtórnego umieszczone sa na jednym wiencu pierscieniowym. Jednoczesnie odstep pomiedzy wlotem czastek rozdzielanych i dyszami dla po¬ wietrza wtórnego jest zmienny.Dzieki zastosowaniu wlotu w postaci waskiej szczeliny pierscieniowej wszystkie wprowadzane do komory oddzielacza czasteczki uzyskuja prakty¬ cznie jednakowe geometryczne warunki poczatko¬ we, to znaczy, ze praktycznie droga wszystkich cza¬ steczek, przebiegajaca po linii srubowej bedzie mia¬ la jednakowy sitoreLiPinzeiz. ulmiieszlCizeindie dysz,dla po¬ wietrza wtórnego na jednym wiencu kolowym cza¬ steczki wyrzucane na zewnatrz z wewnetrznego strumienia wirujacego beda sie dostawaly do wylotu tylko na dokladnie okreslonej wysokosci.Dziieki temu równiez bedzie mozliwe wyrazne od¬ dzielenie czasteczek wedlug wielkosci ziarna zna¬ cznie lepsze pod wzgledem dokladnosci niz to mia¬ lo miejsce w przypadku oddzielaczy cyklonowych 50 gdzie osiagano to ma dirodize zmniejszanej wydaj¬ nosci.W celu utworzenia wlotu materialu w postaci waskiej szczeliny pierscieniowej w miejscu dopro¬ wadzenia czasteczek jest umieszczony czlon prze- 55 plywowy, którego powierzchnia swobodnego prze¬ plywu jest co najmniej o polowe mniejsza niz po¬ wierzchnia przeplywu przewodu doprowadzajacego oddzielane czasteczki. Przy tym przewód dopro¬ wadzajacy te czasteczki jest przesuwny w kie- ^ runku osiowym.W przypadku takiego rozwiazania, w którym dysze dla powietrza wtórnego umieszczone sa na wiencu z lopatkami kierujacymi, mozliwym jest zamocowanie wienca z lopatkami kierujacy- es 85 294 4 mi do przewodu wylotowego i w takim przyipadkii przesuwac wieniec z lopatkami wraz z przewodem wylotowym. Dzieki temu mozna dokonywac do¬ kladnego nastawiania granicznej wielkosci ziarna przez zmiane dlugosci oddzielacza, przesuwajac w tym celu przewód wlotowy rozdrobnionego ma¬ terialu oraz przewód wylotowy wraz z dyszami dla powietrza wtórnego.Do segregowania -.czajsitefe na rózne frakcje ziar- w nowe imozina ponadto piolaczyc szeregowo kilka oddzielaczy przy kazdym kolejnym rozdzielaczu odstep pomiedzy wlotem materialu segregowanego i dyszami dla powietrza wtórnego bedzie sie zmniejszal.Przewód wlotowy segregowanego" materialu mo¬ ze byc równiez tak skonstruowany, ze jest przyla¬ czony do dolnego konca bryly oplywowej i w tym miejscu powinien posiadac przynajmniej jedno, stycznie przebiegajace i konczace s;!^ w szczelinie rpomiedzy bryla oplywowa i przewodem doprowa¬ dzajacym, doprowadzenie materialu segregowa¬ nego*. Przy talkjm r ozwiazaniu bryla oplywowa mo¬ ze byc wymienna i miec przy tym rózne srednice.Dzieki takiemu rozwiazaniu mozna równiez nasta- wiac rozdzielacz na rózne warunki poczatkowe dla doprowadzanych czastek.Przedmiot, wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku,, na którym fig. 1 przedstawia wspomniany wyzej wykres stó- pnia oddzielania: frakcji pylowej, fig. 2a — sche¬ mat obrazujacy zasade budowy oddzielacza cy¬ klonowego wedlug wynalazku, fig. 2o — ten sam schemat obrazujacy zasade budowy w przekroju IIB-IIB oznaczonym na fig. 2a, fig. 3 — podobny przyklad wykonania przesuwnym wiencem dla dysz wtórnego powietrza i przesuwnym przewo¬ dem odprowadzajacym,, fig. 4a i 4b — inny przy¬ klad wykonania samego przewodu doprowadza¬ jacego material segregowany ze stycznym dopro- 40 wadzeniem tego materialu oraz fig. 5 szeregowe polaczenie kilku oddzielaczy cyklonowych.Na fig. 2a i 2b pokazano zasade budowy oddzie¬ lacza cyklonowego wedlug wynalazku. Oddzielacz ten sklada sie z cylindrycznej komory 1, do wnetrzd której wystaje od dolu przewód wlotowy 2 dla materialu przeznaczonego do segregowania, majacy srednice mniejsza niz komora. W poblizu konca wylotowego 3 tego przewodu doprowadzajacego jest umieszczona wspólosiowo z tym przewodem, clbrdttwa bryla oplywowa 4, której srednica jest tak duza, ze pomiedzy ta bryla 4 i wewnetrzna powierzchnia scianki przewodu wlotowego 2 pozo¬ staje tylko waska szczelina pierscieniowa 5.W szczelinie tej moga byc przy tym umieszczone lopatki kieinujace 6 nadajace czajstkcim przeznaczo¬ nym do segregacji, wprowadzanym razem z powie¬ trzem nosnym, ruch skretny. Tak wiec czastki te wraz z powietrzem nosnym wchodza do wne¬ trza komory oddzielacza w postaci strumienia wirujacego 7. Przy tym ciezsze czastki wkrótce po wydostaniu sie ponad koniec wylotowy 3 przewodu wlotowego 2 zoisitaja oidiriziUfCicme sila od¬ srodkowa nia zewnajtirz i przedostaja stie w poblize wewnetrznej powierzchni scianki bocznej komory.Jest jednak mozliwe równiez nadanie wystarcza-5 85 294 6 jacego skretu nie tylko za pomoca samych lopatek kierujacych, ale tez przez odchylenie co wewnatrz. ponad koncem wylotowym 3 przewodu doprowa¬ dzajacego, zewnetrznej obiegowej galezi strumie¬ nia 11.W ustalonej odleglosci x ponad wylotowym koncem 3 przewodu wlotowego 2 umieszczo¬ ny jest wieniec dysz 8 powietrza wtórnego, za po¬ moca których powietrze wtórne dostajace sie przez przewód 9 i komore 10 jest wdmuchiwane do. ko¬ mory 1 cyklonu stycznie i ukosnie dci wylotowe¬ go konca 3 przewodu doprowadzajacego. Powie¬ trze to przeplywa wiec w formie spiralnego stru¬ mienia obiegowego .11 w obszarze komory sasia¬ dujacym z jej sciankami bcfcznymi i skierowane jest w dól w stosunku do wylotowego konca 3 prze¬ wodu wlotowego 2. Strumien ten przechwytuje do¬ rzucone juz na zewnatrz czastki i poprzez szcze¬ line pierscieniowa 13 otaczajaca przewód wloto¬ wy 2 i zwezona przez umieszczona wokól tego przewodu przegrode 12 odprowadza te czastki w dól do zasobnika 14, skad sa one odprowadzane dalej na zewnatrz poprzez wylot 15.Tak wiec powietrze doprowadzane przez wieniec dysz 8 odprowadza do zasobnika 14 wszystkie cza¬ stki 17 znajdujace sie ponizej tych dysz 8, które zostaly juz odrzucone i dostaly sie do zewnetrzne¬ go stiruimienaa oibiegiowegio 11. Mniejsze czastki 18, które na. skutek dzialania sil unoszacych, nie sa tak silnie odrzucane i znajduja sie jeszcze w obsza¬ rze wewnetrznego strumienia wirujacego 7 zostaja odprowadzone przez wylot 16 znajdujacy sie po przeciwnej stronie komory cyklonu przeciwleglej do pnzewoidiu wlotowego 2 i mioga byc oddizielone • w nastepnym oclpylaczu.Poniewaz czastki doprowadzane sa tylko przez • waska szczeline pierscieniowa 5 uzyskujac tym sa¬ mym taki sam skret dlrogti ich strumienia, dostaja sie one wszystkie w pole dzialania takiej sa¬ mej sily odsrodkowej. Na skutek róznicy mas do¬ prowadzanych czastek oddzialywuja na te czastki rózne sily unoszenia tak, ze tory, po których te sa odrzucane na zewnatrz sa równiez rózne. Oznacza to, ze wieksze czastki 17 zostaja odrzucone na ze¬ wnatrz bardzo szybko po etostarnihi' sie do komory cyklonu, podczas gdy mniejsze czasteczki 18 dopiero w wyzszych partiach komory cyklonu przechodza na zewnatrz. Tak wiec przy danej geometrii cy¬ klony oraz znajomosci jego dianych aerodynami¬ cznych mozna dokladnie okreslic na jakiej wy¬ sokosci komory 1 cyklony, liczac od wylotowego konca 3 przewodu doprowadzajacego, bedzie na¬ stepowalo kierowanie na zewnatrz czastek okreslo¬ nej wielkosci. Z zewnetrznego strumienia obiego¬ wego 11 dostana sde w sasdedlzitwp scianki bocznej komory ponizej wienca dysz 8. Oznacza to, ze przez odleglosc x pomiedzy koncem wylotowym. 3 przewodu doprowadzajacego i wiencem dysz 8 zostaje dokladnie ustalone powyzej jakiej wiel¬ kosci wszystkie czastki zostana oddzielone, co o- znaicza, ze przez nastawienie odpowiednie tej odle¬ glosci wielkosc ziarna granicznego daje sie usta¬ lic w bandzo waskich granicach. Aby mozna bylo dokonywac zmian tej odleglosci przewód wlotowy 2, zgodnie z wynalazkiem, jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym w uchwycie 17 znajdujacym sie w dolnej sciance komory 1 cyklonu. (Dzieki temu mozna ustawiac odleglosc x miedzy wyloto¬ wym koncem 3 przewodu doprowadzajacego i wiencem dysz 8 odpowiednio do wymagan. Przez zastosowanie takiego oddzielacza cyklonowego mozliwe jest równiez klasyfikowanie ziarna na dwie frakcje, przy czyim uzyskuje sie przebieg krzywej rozdzielczosci w przyblizeniu taki jak krzywa IV na fig. 1. Jak to wskazuje przebieg krzywych uzyskuije sie wiec lepsze zblizenie sie do idealnej krzywej rozdzielczosci oznaczonej przez II niz to ma miejsce w przypadku krzywej III dla dotychczas stosowanych oddzielaczy cyklonowych tego typu.Na fig. 3 jest pokazany dalszy przyklad wyko¬ nania oddzielacza cyklonowego wedlug wynalazku, gdzie równiez wieniec dysz moze zostac przesu¬ niety w kierunku Osiowym. W tym celu, jak to widoczne jest na rysunku, wieniec dyszowy ma postac wienca lopatkowego 20 który jest umie¬ szczony pomiedzy przewodem odprowadzajacym 21 i plaszczem komory 1 cyklonu. Ten wieniec lopat¬ kowy 20 jest przy tym polaczony na stale wyla¬ cznie z przewodem doprowadzajacym 21 i jest tylko szczelnie prowadzony w stosunku do plaszcza X komory 1 cyklonu, bez jakiegokolwiek stalego z nim polaczenia. Dzieki temu mozliwym jest u- mieszczenie równiez przewodu odprowadzajace¬ go 21 wraz z wiencem lopatkowym 20 w prowa¬ dzeniu 22 znajdujacym sie w górnej sciance komo¬ ry, a. tym saimym pirziesiuwarnie jego w kierunku osiowyim,. Dioprowaldzianie powddtriza wtórnego- na¬ stepuje poprzez krótcieic 23, który jest umdesizicizony w górnej czesici koimoiry 1 cyklonu pirzed wienteem loipaitkicwym 20. Poimadlto- mozna pirizy tym zastoso¬ wac przewód wMiowy 2 przesuwny w kierunku osiowym lub pozostawic go nietruicnomym.Na fig. 4a i 4lb jest pokazany dalszy przyklad wykonania doprowadzenia czastek. Przy tym roz¬ wiazaniu przewód wlotowy 2 otaczajacy obrotowa bryle oplywowa 30, wspólosiowa z tym przewodem, jest zamkniety od dolu i ma w poblizu dna jedno lub dwa styczne doprowadzenia 32 i 33 dla oddziela¬ nych czastek. Przez tego rodzaju styczne dopro¬ wadzenia czastek mozna zrezygnowac ze stosowa¬ nia lopatek kierujacych w szczelinie pierscienio¬ wej 34 pomiedy przewodem wlotowym 31 i bryla oplywowa 30 co jest szczególnie korzystn? w przy¬ padku latwo zbrylajacych lub zlepiajacych sie materialów.Istnieje przy tym jeszcze mozliwosc uzyskiwania szczeliny pierscieniowej 34 o róznej szerokosci przez zastosowanie bryj oplywowych o róznej sre¬ dnicy, jak to oznaczono na rysunku liniami prze¬ rywanymi 30' i 30" i tym samym nadawanie cza¬ stkom rozmaitego skretu.Na fig. 5 pokazane szeregowe polaczenie kilku oddzielaczy cyklonowych do oddzielania w kazdym z nich ziarna o innej wielkosci. Konstrukcja zasto¬ sowanych tutaj oddzielaczy cyklonowych 40', 40" i 40'" jest zasadniczo taka sama a rozne sa tylko odleglosci x', x" i x'" pomiedzy wylotowym kon- 16 36 40 45 50 55 GO85 294 8 cem 3 i wiencem dysz 8 w kazdym z oddzielaczy.Jak to widac z pokazanych obclk kazdego oddzie¬ lacza krzywych rozdzielczosci, w przypadku dolne¬ go wykresu na fig. 6a w oddzielaczu 4C beda od- dizieliame czastki o wielkosci ponad 15 mikronów zas w przypadku wykresów na fig. 6b i 6c w oddzie¬ laczach 40" i 40'" bedzie nastepowalo oddzielanie czastek o wielkosciach odpowiednio 15 do 10 oraz do 5 mikronów, które to czastki beda nastep¬ nie odprowadzane przez odpowiednie wyloty 15', 16" i 15'". Przez ostatni wylot 16"' beda odprowa¬ dzane wszystkie czastki majace wielkosc mniejsza od 5 mikronów, które beda mogly byc wyrzucone lub wychwycone. PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Oddzielacz cyklonowy o przeplywie stkreitmym do sortowania drobnoziarnistych czastek, majacy cylindryczna komore wspólosiowy z ta komora przewód wlotowy dla sortowanych czastek po jednej stronie tej komory oraz wspólosiowy z nia przewód odprowadzajacy po przeciwnej stronie jak równiez umieszczone ukosnie w stosunku do wlotu czajstek dysze dla powietrza wtónneigo i przy¬ najmniej jeden wylot dla odddzielonych czastek otaczajacy centrycznie wlot czastek, znamienny tym, ze przewód wLotowy (2) pnzieznaazony dla sortowanych czastek ma postac waskiej, pierscie¬ niowej szczeliny (5, 34) a dysze (8) doprowadzajace powietrze wtórne umieszczone sa w pojedynczym wiencu pierscieniowylm.
2. 2. Oddzielacz wedluig zastrz. 1, znamienny tym, ze w przewodzie wlotowym (2) dla czastek sorto¬ wanych, przy jego wylotowym koncu (3) umie¬ szczona jest obrotowa (bryla oplywowa (4, 30) której powierzchnia przekroju jest przynajmniej równa ipolowie ' powierzchni przekroju przewodu wlotowego' (2, 31).
3. 3. Oddzielacz wedlug zastrz. 2, znamienny tym, 1S 20 25 35 40 ze w szczelinie pierscieniowej (5) umieszczone sa lopatki kierujace (6).
4. 4. Oddzielacz wedlug zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ze odleglosc (x) pomiedzy wiencem, dysz (8) i wylotowym koncem (3) przewodu wlo¬ towego (2) jest regulowana.
5. 5. Oddzielacz wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze przewód wlotowy (2) dla segregowanych czastek jest przesuwny w kierunku osiowym.
6. 6. Oddzielacz wedlug zastrz. 1, z wiencem lopa¬ tek kierujacych dla powietrza wtórnego, umie¬ szczonym miedzy plaszczem komory oddzielacza i przewodem wylotowym, znamienny tym, ze wieniec lopatkowy (20) jetst zamocowany dio prze¬ wodu odprowadzajacego (21) który wraz z wiencem lopatkowym (20) jest przesuwny w kierunku osiowym.
7. 7. Oddzielacz we/dlug zasttinz. 1„ znamienny tym, ze sklada sie z kilku polaczonych szerelgowo je¬ dnostek oddzielajacych w postaci zasadniczo takich samych oddzielaczy cyklonowych (40', 40", 40'"), w których odleglosc (x) imiedzy koncem wyloto¬ wym (3) przewcfdu wlotowego dla czastek segrego¬ wanych i wiencem dysz (8) dla powietrza wtórnego jest imniejsza w kazdym kolejnym oddzielaczu w szeregu od takiej samej wielkosci w poprzednim oddzielaczu.
8. 8. Oddzielacz cyklonowy wedlug zastrz. 1 allbo 2, znamienny tym, ze przewód wlotowy (31) dla czastek segregowanych jest zamkniety przy dolnym koncu oplywowej Ibryly obrotowej (30) i ma przy¬ najmniej jeden styczny wlot (32, 33) dla gazu do¬ prowadzajaeeigo sortowane czastki, konczacy sie w szczelinie pierscienLewej (34) znajdujacej sie po¬ miedzy oplywowa bryla obrotowa (30) i przewo¬ dem wlotowym (31).
9. 9. Oddzielacz wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze obrotowa bryla oplywowa (30) jest wymienna.
10. 10. Oddzielacz wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze wymienne bryly obrotowe (30, 30', 30'") maja rózne srednice. Fig.1 10 d [jum]85 294 Fig.2a <^85 294 33 1 + i ^¦Btaa^HtttawaaaataMBM ¦•¦¦«¦*• Fig.Aa Fig.Ab Q-5pm t I M6" :U Tl i L_Z-]-*-5jum ft 40" ul 10 jum 8'^y Ti 3" Mt 40' L!zq-^15im Fig.5 5 10 15 20 jum Fig.6a 15 20 firn Fig.6b 7F7. 100 50 J-~ 5 10 15 20 jum Fig.6c Cena 10 zl PZG Koszalin D-1089 Naklad 110 egz. PL