RU133432U1 - GAS FLOW PARTICIPATOR - Google Patents
GAS FLOW PARTICIPATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU133432U1 RU133432U1 RU2013123218/05U RU2013123218U RU133432U1 RU 133432 U1 RU133432 U1 RU 133432U1 RU 2013123218/05 U RU2013123218/05 U RU 2013123218/05U RU 2013123218 U RU2013123218 U RU 2013123218U RU 133432 U1 RU133432 U1 RU 133432U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- dust
- separation
- gas stream
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Улавливатель дисперсных частиц из газового потока, включающий камеру сепарации с осесимметрично расположенным внутри нее обтекателем и устройства для подачи и вывода пылегазового потока, установленные на торцах камеры, отличающийся тем, что обтекатель выполнен в виде цилиндра, длиной, соответствующей длине камеры и диаметром, равным 2/3 от диаметра камеры сепарации, с конусными торцевыми окончаниями, имеющими углы при вершине конуса 45º, а устройства для подачи и вывода пылегазового потока снабжены конической сепарационной частью, на большем основании которой, под углом 20º к оси симметрии камеры сепарации установлены ультразвуковые излучатели в виде изгибно-колеблющихся дисков ступенчато-переменной толщины, механически и акустически связанных с пьезоэлектрическими преобразователями, с тыльной стороны излучателей установлены отражатели, выполненные в виде центральных конусов с углом раскрытия в 90º и диаметром основания, равным диаметру излучателя, дополненные расходящимися конусами с внутренним диаметром, соответствующим диаметру излучателя, внешним диаметром, соответствующими диаметру большего основания конической сепарационной части устройств подачи и вывода пылегазового потока, и углом раскрытия в 90º.The dispersed particle trap from the gas stream, including a separation chamber with a cowl axisymmetrically located inside it and devices for supplying and outputting a dust and gas stream, mounted on the ends of the chamber, characterized in that the cowling is made in the form of a cylinder, the length corresponding to the chamber length and diameter equal to 2 / 3 of the diameter of the separation chamber, with conical end ends having angles at the apex of the cone 45º, and the devices for feeding and outputting the dust and gas stream are equipped with a conical separation part for The main base of which, at an angle of 20 ° to the axis of symmetry of the separation chamber, is equipped with ultrasonic emitters in the form of bend-oscillating disks of stepwise variable thickness, mechanically and acoustically connected with piezoelectric transducers, reflectors made in the form of central cones with an opening angle of 90º and the diameter of the base equal to the diameter of the emitter, complemented by diverging cones with an inner diameter corresponding to the diameter of the emitter, the outer diameter, with tvetstvuyuschimi diameter of the larger base of the conical portion of the separation feed and output devices dust and gas flow, and an opening angle of 90º.
Description
Предлагаемое техническое решение - полезная модель относится к области разделения двухфазных потоков, состоящих из газа и твердых дисперсных частиц.The proposed technical solution is a utility model that relates to the field of separation of two-phase flows consisting of gas and solid dispersed particles.
В связи с необходимостью улавливания вредных или ценных материалов находящихся в дисперсной фазе из газовой дисперсионной среды, возникает необходимость в разработке эффективных устройств для выделения мелких твердых частиц различных размеров (в т.ч. наночастиц) из потока газовой смеси. В этом случае традиционные центробежные и инерционные устройства улавливания аэрозолей оказываются не эффективными.Due to the need to capture harmful or valuable materials in the dispersed phase from the gas dispersion medium, there is a need to develop effective devices for the separation of small solid particles of various sizes (including nanoparticles) from the gas mixture stream. In this case, the traditional centrifugal and inertial aerosol capture devices are not effective.
Известен улавливатель дисперсных частиц из газового потока, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, вихревую камеру сепарации, образованную криволинейными поверхностями осаждения, разделяющимися щелевыми выводами, аксиально расположенный патрубок вывода очищенного газа, заглубленный внутрь корпуса и сообщающийся с тангенциальным входным патрубком посредством указанных щелевых выводов, пылесборный бункер, установленный в нижней части корпуса. В стенке вихревой камеры сепарации имеется окно, сообщающееся с входным патрубком. Щелевые выводы и окно снабжены регулируемыми шиберами, а углы между радиусами, проходящими через центры окна и щелевых выводов, составляют 100-140°. На торцовой стенке вихревой камеры противоположно патрубку вывода очищенного газа и соосно ему размещена обечайка с диаметром, большим диаметра этого патрубка и шириной 0,15-0,25 ширины камеры [1].A known dispersed particle trap from a gas stream comprising a housing with a tangential inlet nozzle, a vortex separation chamber formed by curved deposition surfaces separated by slotted outlets, an axially located purified gas outlet nozzle buried inside the housing and in communication with the tangential inlet nozzle through said slotted outlets, dust collecting hopper mounted in the lower part of the housing. In the wall of the vortex separation chamber there is a window communicating with the inlet pipe. The slotted terminals and the window are equipped with adjustable gates, and the angles between the radii passing through the centers of the window and the slotted terminals are 100-140 °. On the end wall of the vortex chamber, opposite to the outlet of the purified gas outlet and coaxially placed there is a shell with a diameter larger than the diameter of this nozzle and a width of 0.15-0.25 of the chamber width [1].
Основным недостатком известного устройства является невысокая эффективность улавливания нанодисперсных фракций пыли, вызванная интенсивной турбулизацией потока в местах щелевых выводов и, как следствие, размыванием сконцентрированного пылевого слоя, а также прорывом частиц пыли в ядро потока между обечайкой и патрубком вывода очищенного газа. При этом значения центростремительных ускорений, действующих на наночастицы не достаточны для эффективного расслоения пылегазового потока.The main disadvantage of the known device is the low capture efficiency of nanodispersed dust fractions caused by intensive turbulence of the flow in the places of the slotted outlets and, as a consequence, the erosion of the concentrated dust layer, as well as the breakthrough of dust particles into the flow core between the shell and the outlet of the purified gas outlet. Moreover, the values of centripetal accelerations acting on the nanoparticles are not sufficient for the effective separation of the dust and gas stream.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является улавливатель дисперсных частиц из газового потока по патенту [2], принятый за прототип. Прототип содержит камеру сепарации с осесимметрично расположенным внутри нее обтекателем, и устройства для подачи и вывода пылегазового потока, установленные на торцах камеры.The closest in technical essence to the proposed device is a trap of dispersed particles from a gas stream according to the patent [2], adopted as a prototype. The prototype contains a separation chamber with an axially symmetric radome located inside it, and devices for supplying and removing dust and gas flow mounted on the ends of the chamber.
Анализ возможностей устройства, принятого за прототип, позволил выявить следующие существенные недостатки.An analysis of the capabilities of the device adopted for the prototype revealed the following significant disadvantages.
1. Четырехлопастной закручиватель потока, установленный в камере сепарации не оказывает существенного влияния на направление пылегазового потока, вследствие чего тангенциальная скорость потока слишком мала, как и центростремительное ускорение, отделяющее частицы от несущей непрерывной фазы.1. The four-blade flow swirl installed in the separation chamber does not significantly affect the direction of the dust and gas flow, as a result of which the tangential flow velocity is too low, as is the centripetal acceleration separating particles from the continuous continuous phase.
2. Малая длина обтекателя, размещенного на выходе из камеры сепарации, способствует выпрямлению закрученного потока, снижая эффективность разделения дисперсных частиц от сплошной среды.2. The small length of the fairing located at the outlet of the separation chamber, helps to straighten the swirling flow, reducing the efficiency of separation of dispersed particles from a continuous medium.
3. Образованный между камерой сепарации и обтекателем кольцевой канал малого сечения повышает гидравлическое сопротивление аппарата.3. An annular channel of small cross section formed between the separation chamber and the cowling increases the hydraulic resistance of the apparatus.
4. Недостаточная эффективность сепарации, обусловленная малым центростремительным ускорением, действующим на наночастицы, при скорости входящего потока, обеспечивающее приемлемое гидравлическое сопротивление аппарата.4. The lack of separation efficiency due to the small centripetal acceleration acting on the nanoparticles, at the speed of the incoming stream, providing an acceptable hydraulic resistance of the apparatus.
Все перечисленные недостатки обуславливают низкую эффективность улавливания твердых частиц нанометрового диапазона.All of these disadvantages cause low efficiency of capture of solid particles of the nanometer range.
Предлагаемое техническое решение - полезная модель - направлено на устранение недостатков прототипа. В предлагаемом улавливателе решается задача конструктивного совершенствования центробежного горизонтального циклона и повышения его эффективности за счет применения ультразвуковых дисковых излучателей, в качестве которых использованы изгибно-колеблющиеся диски, механически и акустически связанные с пьезоэлектрическими преобразователями.The proposed technical solution is a utility model is aimed at eliminating the disadvantages of the prototype. The proposed catcher solves the problem of constructively improving the centrifugal horizontal cyclone and increasing its efficiency through the use of ultrasonic disk emitters, which are used as flexural-oscillating disks, mechanically and acoustically connected with piezoelectric transducers.
Сущность технического решения заключается в том, что в известном улавливателе дисперсных частиц из газового потока, содержащем камеру сепарации с осесимметрично расположенным внутри нее обтекателем, и устройства для подачи и вывода пылегазового потока, установленные на торцах камеры, обтекатель выполнен в виде цилиндра, длиной, соответствующей длине камеры и диаметром, равным 2/3 от диаметра камеры сепарации, с конусными торцевыми окончаниями, имеющими углы при вершине конуса 45 градусов. Устройства для подачи и вывода пылегазового потока снабжены конической сепарационной частью, на большем основании которой, под углом 20 градусов к оси симметрии камеры сепарации установлены ультразвуковые излучатели в виде изгибно-колеблющихся дисков ступенчато переменной толщины, механически и акустически связанных с пьезоэлектрическими преобразователями. С тыльной стороны излучателей установлены отражатели, выполненные в виде центральных конусов с углом раскрытия в 90 градусов и диаметром основания, равным диаметру излучателя, дополненные расходящимися конусами с внутренним диаметром, соответствующим диаметру излучателя, внешним диаметром, соответствующими диаметру большего основания конической сепарационной части устройств подачи и вывода пылегазового потока и углом раскрытия в 90 градусов.The essence of the technical solution lies in the fact that in the known catcher of dispersed particles from a gas stream containing a separation chamber with a cowl axisymmetrically located inside it, and devices for supplying and outputting a dust and gas stream mounted on the ends of the chamber, the cowling is made in the form of a cylinder, with a length corresponding to the length of the chamber and a diameter equal to 2/3 of the diameter of the separation chamber, with conical end ends having angles at the apex of the cone 45 degrees. The devices for supplying and outputting the dust and gas stream are equipped with a conical separation part, on the larger base of which, at an angle of 20 degrees to the axis of symmetry of the separation chamber, ultrasonic emitters are installed in the form of bend-oscillating disks of stepwise variable thickness mechanically and acoustically connected with piezoelectric transducers. Reflectors are installed on the back of the emitters, made in the form of central cones with an opening angle of 90 degrees and a base diameter equal to the diameter of the emitter, supplemented by diverging cones with an inner diameter corresponding to the diameter of the emitter, an outer diameter corresponding to the diameter of the larger base of the conical separation part of the feed devices and output dust and gas flow and an opening angle of 90 degrees.
Установленный соосно оси симметрии камеры сепарации обтекатель снижает негативное влияние вихревого ядра потока, способствуя уменьшению раскручиваемости потока и соответственно большему отклонению траекторий твердых частиц в направлении горизонтальных щелей в цилиндрической трубе камеры сепарации.The cowl mounted coaxially with the axis of symmetry of the separation chamber reduces the negative effect of the vortex core of the flow, contributing to a decrease in the curl of the flow and, accordingly, a greater deviation of the trajectories of solid particles in the direction of horizontal slots in the cylindrical tube of the separation chamber.
Коническая сепарационная часть позволяет улучшить условия расслоения пылегазового потока из-за того, что осаждение пыли происходит при безотрывном движении пылегазового потока с нарастающей скоростью по плавно убывающему радиусу кривизны, что способствует глубокому расслоению пылегазовой смеси. Сконцентрированный у поверхности осаждения пылевой слой удаляется через кольцевой канал между диффузорным патрубком камеры сепарации и боковой стенкой первого бункера.The conical separation part makes it possible to improve the conditions of the separation of the dust and gas stream due to the fact that dust deposition occurs during the continuous motion of the dust and gas stream with increasing speed along the smoothly decreasing radius of curvature, which contributes to the deep separation of the dust and gas mixture. The dust layer concentrated at the deposition surface is removed through an annular channel between the diffuser nozzle of the separation chamber and the side wall of the first hopper.
Устройство вывода пылегазового потока снабжено конической сепарационной частью и тангенциальным патрубком для снижения гидравлического сопротивления.The dust and gas flow output device is equipped with a conical separation part and a tangential branch pipe to reduce hydraulic resistance.
Снаружи камеры сепарации установлен корпус, герметично разделенный тремя внутренними перегородками, которые образуют четыре изолированных бункера для сбора частиц. Между бункерами должна быть обеспечена герметичность для исключения перетекания газового потока и уноса уловленных частиц из бункеров.A casing is installed outside the separation chamber, hermetically separated by three internal partitions, which form four isolated hoppers for collecting particles. Between the bunkers must be ensured tightness to prevent overflow of the gas stream and entrainment of trapped particles from the bunkers.
Внутри камеры сепарации выполнены три пары горизонтальных щелей, радиально расположенных с интервалом 120° в зоне второго и третьего бункеров, одна пара из которых выполнена в верхней части трубы, все щели выполнены с фронтальными кромками, отогнутыми навстречу газовому потоку. В зоне первого бункера в камеры сепарации не выполнены горизонтальные щели, т.к. они ухудшают условия крутки потока, вследствие чего эффективность улавливания получается не большой.Three pairs of horizontal slots are made inside the separation chamber, radially spaced at an interval of 120 ° in the zone of the second and third hoppers, one pair of which is made in the upper part of the pipe, all the slots are made with frontal edges bent towards the gas flow. In the zone of the first hopper, horizontal slots are not made in the separation chambers, because they worsen the conditions of the twist of the stream, as a result of which the capture efficiency is not large.
Предлагаемая конструкция улучшает эффективность улавливания наночастиц частиц до 50%, но такой эффективности не достаточно для практического применения предлагаемого аппарата.The proposed design improves the capture efficiency of nanoparticles of particles up to 50%, but this efficiency is not enough for the practical application of the proposed apparatus.
Для повышения эффективности процесса сепарации твердых наночастиц в центробежных пылеуловителях необходимо укрупнение наночастиц под действием высокоинтенсивных (более 135 дБ) ультразвуковых колебаний (ультразвуковая коагуляция аэрозолей) [3].To increase the efficiency of the process of separation of solid nanoparticles in centrifugal dust collectors, it is necessary to enlarge the nanoparticles under the action of high-intensity (more than 135 dB) ultrasonic vibrations (ultrasonic coagulation of aerosols) [3].
В предложенном устройстве повышение эффективности сепарации наночастиц в сравнении с известными устройствами обеспечивается установкой двух ультразвуковых излучателей. При этом ультразвуковые дисковые излучатели воздействуют на частицы упругими колебаниями, распространяемыми внутри технологического объема, по которому движется пылегазовый поток. Это приводит к их взаимным колебаниям и объединению[4]. Объединяясь, агломераты частиц увеличивают свою массу, вследствие чего легче сепарируются под действием центростремительных ускорений, действующих на них в аппарате.In the proposed device, increasing the efficiency of separation of nanoparticles in comparison with known devices is provided by the installation of two ultrasonic emitters. In this case, ultrasonic disk emitters act on particles by elastic vibrations propagated inside the technological volume along which the dust and gas stream moves. This leads to their mutual oscillations and unification [4]. Combining, agglomerates of particles increase their mass, as a result of which they are more easily separated by centripetal accelerations acting on them in the apparatus.
Ультразвуковые излучатели выполнены определенной формой и расположены таким образом, что бы обеспечить условия равномерного распространения ультразвуковых колебаний в объеме камеры сепарации с уровнем звукового давления не ниже 135 дБ, но не выше определенного уровня, при котором начинается процесс диспергирования агломератов частиц. Верхний уровень звукового давления зависит от свойств и размеров сепарируемых частиц.Ultrasonic emitters are made in a certain shape and arranged in such a way as to ensure uniform distribution of ultrasonic vibrations in the volume of the separation chamber with a sound pressure level of at least 135 dB, but not higher than a certain level, at which the process of dispersing particle agglomerates begins. The upper level of sound pressure depends on the properties and sizes of the separated particles.
Первый дисковый излучатель размещен на большем основании устройства подачи пылегазового потока под углом 20 градусов к оси симметрии камеры сепарации. Второй дисковый излучатель установлен на большем основании устройства вывода пылегазового потока параллельно первому.The first disk emitter is located on the larger base of the dust and gas flow supply device at an angle of 20 degrees to the axis of symmetry of the separation chamber. The second disk emitter is mounted on a larger base of the dust and gas flow output device parallel to the first.
Излучатели выполнены в виде изгибно-колеблющихся дисков ступенчато переменной толщины, механически и акустически связанных с пьезоэлектрическими преобразователями. Такая конструкция излучателей позволяет излучать колебания каждым участком диска в одной фазе, приводящее к большему выходу энергии, поскольку волновое сопротивление изгибно-колеблющегося излучателя лучше согласуется с волновым сопротивлением газа. Также такого рода конструкция излучателя позволяет получить более равномерное распределение амплитуды колебаний по поверхности излучателя.The emitters are made in the form of bending-oscillating disks of stepwise variable thickness, mechanically and acoustically connected with piezoelectric transducers. This design of the emitters allows you to radiate vibrations of each part of the disk in one phase, leading to a greater energy output, since the wave impedance of a flexurally oscillating emitter is better consistent with the wave impedance of the gas. Also, such a design of the emitter allows you to get a more uniform distribution of the amplitude of the oscillations on the surface of the emitter.
Пьезоэлектрический преобразователь, продольно колеблющийся вдоль акустической оси, акустически связанный с совершающим изгибные колебания излучателем дисковой формы питается ультразвуковым электронным генератором.A piezoelectric transducer oscillating longitudinally along the acoustic axis, acoustically connected with a disk-shaped emitter performing bending vibrations, is powered by an ultrasonic electronic generator.
С тыльной стороны излучателей установлены отражатели, выполненные в виде центральных конусов с углом раскрытия в 90 градусов.Reflectors are installed on the back of the emitters, made in the form of central cones with an opening angle of 90 degrees.
Диаметр основания центральных конусов равен диаметру излучателя, дополненные расходящимися конусами с внутренним диаметром, соответствующим диаметру излучателя, внешним диаметром, соответствующими диаметру большего основания конической сепарационной части устройств подачи и вывода пылегазового потока и углом раскрытия в 90 градусов.The diameter of the base of the central cones is equal to the diameter of the emitter, supplemented by diverging cones with an inner diameter corresponding to the diameter of the emitter, an external diameter corresponding to the diameter of the larger base of the conical separation part of the dust and gas supply and output devices and an opening angle of 90 degrees.
Применение отражателей описанной формы обеспечивает формирование ультразвуковых колебаний с двух поверхностей излучателяThe use of reflectors of the described form ensures the formation of ultrasonic vibrations from two surfaces of the emitter
Таким образом, обеспечивается равномерное распределение звукового давления внутри камеры сепарации, для эффективной коагуляции.Thus, a uniform distribution of sound pressure inside the separation chamber is ensured, for effective coagulation.
Камера сепарации, позволяет увеличить время пребывания твердых частиц в центробежном и ультразвуковом поле, тем самым улучшает эффективность процесса коагуляции частиц и способствует расслоению пылегазовой смеси, повышая эффективность их улавливания.The separation chamber allows to increase the residence time of solid particles in a centrifugal and ultrasonic field, thereby improving the efficiency of the coagulation process of particles and contributes to the separation of the dust-gas mixture, increasing the efficiency of their capture.
Сущность предлагаемого технического решения и принцип его работы поясняются Фиг.1-5.The essence of the proposed technical solution and the principle of its operation are illustrated in Fig.1-5.
На фиг.1 представлен общий вид улавливателя дисперсных частиц из газового потока;Figure 1 presents a General view of the trap of dispersed particles from a gas stream;
на фиг.2 представлен продольный разрез предлагаемого улавливателя дисперсных частиц;figure 2 presents a longitudinal section of the proposed catcher of dispersed particles;
на фиг.3 представлен вид слева предлагаемого улавливателя дисперсных частиц;figure 3 presents a left view of the proposed trap dispersed particles;
на фиг.4 - разрез Б-Б по фиг.1 (расположение горизонтальных щелей с фронтальными кромками, отогнутыми навстречу газовому потоку);figure 4 - section BB in figure 1 (the location of the horizontal slots with front edges bent towards the gas stream);
на фиг.5 представлен выносной элемент А из фиг.3.figure 5 presents the remote element A of figure 3.
Улавливатель дисперсных частиц из газового потока включает камеру сепарации 1, устройство подачи пылегазового потока 2 с конической сепарационной частью, на большем основании которой, под углом 20 градусов к оси симметрии камеры сепарации установлен первый ультразвуковой излучатель 5.The dispersed particle trap from the gas stream includes a
Камера сепарации 1, расположена горизонтально, на входе которой установлен диффузорный патрубок 9, образующим между боковой стенкой первого бункера первый кольцевой канал. Снаружи камеры сепарации 1 установлен корпус 11, разделенный тремя внутренними перегородками 12, которые образуют четыре изолированных бункера 13 для сбора частиц.The
Внутри камеры сепарации 1 выполнены три пары горизонтальных щелей 14, радиально расположенных с интервалом 120° в зоне второго и третьего бункеров, одна пара из которых выполнена в верхней части трубы, все щели выполнены с фронтальными кромками 15, отогнутыми навстречу газовому потоку.Inside the
Обтекатель 4, установленный в центре камеры сепарации 1 выполнен в виде цилиндра длиной, соответствующей длине камеры и диаметром, равным 2/3 от диаметра камеры сепарации 1, с конусными торцевыми окончаниями, имеющими углы при вершине конуса 45 градусов. Он снижает негативное влияние вихревого ядра потока, способствуя уменьшению раскручиваемости потока и соответственно большему отклонению траекторий твердых частиц в направлении горизонтальных щелей 14 в камеры сепарации 1.The
Устройство вывода пылегазового потока 3 с конической сепарационной частью, расположен соосно с камерой сепарации 1, на большем основании которой, под углом 20 градусов к оси симметрии камеры сепарации установлен второй ультразвуковой излучатель 6The output device of the dust and
При этом диффузорный вход 10 устройства вывода пылегазового потока 3 встроен внутрь камеры сепарации 1 с образованием постоянного кольцевого зазора с внутренней поверхностью камеры сепарации.In this case, the
Ультразвуковые излучатели 5 и 6 выполнены в виде изгибно-колеблющихся дисков ступенчато переменной толщины, механически и акустически связанных с пьезоэлектрическими преобразователями. С тыльной стороны излучателей 5 и 6 установлены отражатели, выполненные в виде центральных конусов 8 с углом раскрытия в 90 градусов.
Диаметр основания центральных конусов равен диаметру излучателя 6, дополненные расходящимися конусами 7 с внутренним диаметром, соответствующим диаметру излучателя, внешним диаметром, соответствующими диаметру большего основания конической сепарационной части устройств подачи и вывода пылегазового потока и углом раскрытия в 90 градусов.The diameter of the base of the central cones is equal to the diameter of the
Улавливатель дисперсных частиц из газового потока работает следующим образом.The catcher of dispersed particles from the gas stream operates as follows.
Сепарируемый пылегазовый поток подводится через входной патрубок в устройство подачи пылегазового потока 2, который формирует в нем вращательное движение пылегазового потока.The separated dust and gas stream is fed through the inlet pipe into the dust and gas
В результате движения по криволинейной траектории под действием центробежных сил происходит его расслоение на концентрированный периферийный слой и очищенный внутренний слой потока.As a result of movement along a curved path under the action of centrifugal forces, it is stratified into a concentrated peripheral layer and a cleaned inner stream layer.
Сконцентрированный у внутренней поверхности сепарационной части устройства подачи пылегазового потока 2 пылевой слой частично удаляется через кольцевой зазор между диффузорным патрубком 9 и боковой стенкой первого бункера.The dust layer concentrated at the inner surface of the separation part of the dust and gas
Прошедший через диффузорный патрубок 9 пылегазовый поток попадает в камеру сепарации 1, встречая на своем пути обтекатель 4. Твердые частицы, двигаясь далее по спиральной траектории под действием центробежных сил, смещаются к внутренней поверхности камеры сепарации 1 и, наталкиваясь на фронтальные кромки 15, отбрасываются через продольные горизонтальные щели 14 в изолированные бункера 13. Продолжая движение по спиральной траектории в направлении патрубка вывода очищенного газа, частицы, находящиеся в пылегазовом потоке отжимаются к внутренней поверхности камеры сепарации 1 и движутся в кольцевой зазор, образованный диффузорным входом 10 и внутренней поверхностью камеры сепарации 1. Очищенный от частиц газ, плавно раскручиваясь, удаляется из пылеуловителя через устройство вывода газового потока 3.The dusty gas stream passing through the
Одновременно с подачей запыленного потока происходит ультразвуковое воздействие на взвешенные наночастицы. Процесс коагуляции осуществляется одновременно колебаниями, создаваемыми обеими сторонами дисковых излучателей 5 и 6, причем колебания, создаваемые обратной к потоку частиц стороной излучателя, направляют на него после отражения и прохождения расстояния, превосходящего продольный размер излучателя на величину, кратную половине длины волны излучаемых УЗ колебаний в воздухе.Simultaneously with the supply of a dusty stream, an ultrasonic effect on suspended nanoparticles occurs. The coagulation process is carried out simultaneously by oscillations created by both sides of the
Таким образом, обеспечивается равномерность ультразвукового воздействия по всему диаметру технологического объема с излучающей поверхности, превосходящей площадь непосредственно излучателя. Расчетным путем выявлено, что расположение оси дисковых излучателей 5 и 6 под углом 20 градусов к горизонтальной оси камеры сепарации является оптимальным для достижения равномерного распределения уровня звукового давления.Thus, the uniformity of the ultrasonic effect over the entire diameter of the process volume from the emitting surface, which exceeds the area of the emitter itself, is ensured. By calculation, it was found that the location of the axis of the
Для определения эффективности предложенного аппарата для улавливания наночастиц и установления функциональных возможностей созданного оборудования были проведены экспериментальные исследования. На основе экспериментальных исследований было установлено, что введение в конструкцию ультразвуковых дисковых излучателей позволяет повысить эффективность улавливания наночастиц размером 30-50 нм с 50% до 98% за счет реализации процесса коагуляции.To determine the effectiveness of the proposed apparatus for trapping nanoparticles and establish the functionality of the created equipment, experimental studies were conducted. Based on experimental studies, it was found that the introduction of ultrasonic disk emitters into the design makes it possible to increase the capture efficiency of nanoparticles 30-50 nm in size from 50% to 98% due to the implementation of the coagulation process.
Уровень звукового давления в 135 дБ, является достаточным для коагуляции наночастиц в камере сепарации при расчетном расходе запыленного газа 500 м3/час, но не должен превышать определенного уровня, при котором начинается процесс диспергирования агломератов частиц.The sound pressure level of 135 dB is sufficient for coagulation of nanoparticles in the separation chamber at a calculated dusty gas flow rate of 500 m 3 / h, but should not exceed a certain level at which the dispersion of particle agglomerates begins.
Разработанный ООО «Центр ультразвуковых технологий» улавливатель дисперсных частиц из газового потока прошел лабораторные и технические испытания, и был практически реализован в действующей установке. Мелкосерийное производство планируется начать в 2013 году.Developed by Center for Ultrasonic Technologies LLC, the particle trap from the gas stream passed laboratory and technical tests, and was practically implemented in an existing installation. Small-scale production is scheduled to begin in 2013.
Список литературы, использованной при составлении заявкиList of literature used in the preparation of the application
1. А.с. №1337121 СССР. Пылеотделитель / Василевский М.В., Анисимов Ж.А., Росляк А.Т., Зятиков П.Н.: опубл. 15.09.87, Бюл. №34.1. A.S. No. 1337121 of the USSR. Dust separator / Vasilevsky M.V., Anisimov Zh.A., Roslyak A.T., Zyatikov P.N .: publ. 09/15/87, Bull. Number 34.
2. Многоступенчатый центробежный пылеуловитель: пат. №2394629 Рос. Федерация: МПК7 B01D 45/12 / Гаркуша Н.Н., Тарасов В.П.; Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова” (АлтГТУ) - №2009109654/15; заявл. 17.03.2009; опубл. 20.07.2010.2. Multistage centrifugal dust collector: US Pat. No. 2394629 Ros. Federation: IPC7 B01D 45/12 / Garkusha N.N., Tarasov V.P .; State educational institution of higher professional education “Altai State Technical University named after I.I. Polzunova ”(AltGTU) - No. 2009109654/15; declared 03/17/2009; publ. 07/20/2010.
3. Хмелев В.Н.. Ультразвуковая коагуляция аэрозолей (монография) Барнаул: АлтГТУ, 2010. - 235 с.3. Khmelev VN. Ultrasonic coagulation of aerosols (monograph) Barnaul: Altai State Technical University, 2010. - 235 p.
4. Shalunov A.V. Ultrasonic Oscillating System for Radiators of Gas Media [Текст] / A.V. Shalunov, A. N. Lebedev, S.S. Khmelev, N.V. Kuchin, A. V. Shalunova // International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM'2008. - Novosibirsk: NSTU, 2008. - pp.226-271.4. Shalunov A.V. Ultrasonic Oscillating System for Radiators of Gas Media [Text] / A.V. Shalunov, A. N. Lebedev, S.S. Khmelev, N.V. Kuchin, A. V. Shalunova // International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM'2008. - Novosibirsk: NSTU, 2008 .-- pp.226-271.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123218/05U RU133432U1 (en) | 2013-05-21 | 2013-05-21 | GAS FLOW PARTICIPATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123218/05U RU133432U1 (en) | 2013-05-21 | 2013-05-21 | GAS FLOW PARTICIPATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU133432U1 true RU133432U1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49357367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013123218/05U RU133432U1 (en) | 2013-05-21 | 2013-05-21 | GAS FLOW PARTICIPATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU133432U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169753U1 (en) * | 2016-07-13 | 2017-03-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | RESERVOIR FOR LABORATORY INSTALLATION FOR SMOKE SUPPRESSION |
RU2725584C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-07-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for ultrasonic coagulation of foreign particles in gas flows |
RU2740899C1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-01-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Ultrasonic coagulation method of submicron particles |
RU2807290C1 (en) * | 2023-04-26 | 2023-11-13 | Владимир Николаевич Хмелев | Device for collecting highly dispersed particles from gas stream |
-
2013
- 2013-05-21 RU RU2013123218/05U patent/RU133432U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169753U1 (en) * | 2016-07-13 | 2017-03-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | RESERVOIR FOR LABORATORY INSTALLATION FOR SMOKE SUPPRESSION |
RU2725584C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-07-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for ultrasonic coagulation of foreign particles in gas flows |
RU2740899C1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-01-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Ultrasonic coagulation method of submicron particles |
RU2807290C1 (en) * | 2023-04-26 | 2023-11-13 | Владимир Николаевич Хмелев | Device for collecting highly dispersed particles from gas stream |
RU2807295C1 (en) * | 2023-05-11 | 2023-11-13 | Владимир Николаевич Хмелев | Ultrasonic gas cleaning method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8448884B2 (en) | Eggshell membrane separation process | |
Khmelev et al. | Ultrasonic coagulation to improve the efficiency of the gas cleaning systems | |
US2664966A (en) | Dust arrester | |
RU133432U1 (en) | GAS FLOW PARTICIPATOR | |
WO2016092847A1 (en) | Separator | |
JPWO2016031636A1 (en) | Cyclone device and classification method | |
EP4194111A1 (en) | Method and device for removing impurities from granular material | |
Khmelev et al. | The development of the agglomerator for efficiency increase of the separation of nanoscale particles | |
RU196083U1 (en) | The device for centrifugal cleaning | |
JP2018516167A (en) | Multistage axial cyclone separator | |
ITMI20102239A1 (en) | DYNAMIC, CYCLONIC, AXIAL AND VARIABLE FLOW SEPARATOR | |
RU131307U1 (en) | GAS FLOW PARTICLES CAPTURE DEVICE | |
RU2382680C2 (en) | Bubbling-swirling apparatus with parabolic swirler | |
CN113786699B (en) | Cyclone backflow type waste gas purifier system | |
RU2171720C2 (en) | Swirl-acoustic classifier | |
JP2022530385A (en) | Devices and methods for separating liquids from gases, as well as compressor devices equipped with such devices. | |
RU129848U1 (en) | CYCLONE | |
RU2183497C2 (en) | Swirl dust trap | |
US9861913B2 (en) | Centrifugal separator | |
CN217724887U (en) | Cyclone device for gas-solid separation | |
RU2554655C1 (en) | Dust arrester and output device of dust arrester | |
RU2461410C1 (en) | Method of separating fine particles from gas | |
RU2624655C1 (en) | Bubble-vortex device of wet dust control | |
RU2687426C2 (en) | Method and device for wet air cleaning | |
RU1773494C (en) | Dust collector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190522 |