RU178159U1

RU178159U1 - Dust collector

Info

Publication number: RU178159U1
Application number: RU2017113463U
Authority: RU
Inventors: Ксения Михайловна Муратова; Сахиба Зияддин Кзы Калаева; Ярослав Владимирович Чистяков; Георгий Андреевич Дубов
Original assignee: Ксения Михайловна Муратова
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2018-03-26

Abstract

Предложен пылеуловитель, включающий корпус, осевой патрубок входа пылегазовой смеси в завихрительное устройство, причем подача пылегазовой смеси производится сверху пылеуловителя, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, в котором расположены неподвижные закручивающие лопатки, приемный бункер для сбора пыли и патрубок вывода очищенного газа.Патрубок вывода очищенного газа выполнен ступенчатым, причем высота верхней его части, имеющей максимальный диаметр (определяемый расчетом), не должна превышать 70% длины экрана, а диаметр оставшейся части патрубка до выхода его из пылеуловителя имеет диаметр по сечению как минимум в 2 раза меньше верхней его части.Создание пылеуловителя позволяет проводить процесс сепарации пыли из запыленного воздуха при резком снижении внутренних циркуляционных турбулентных потоков в зоне действия инерционных сил после разворота пылегазового потока на 180°, что приводит к снижению вертикальной скорости, направленной к патрубку вывода газопылевого потока, и снижению вторичного уноса мелкодисперсной пыли.A dust collector is proposed that includes a housing, an axial nozzle for the inlet of the dust and gas mixture into the swirl device, the dust and gas mixture being supplied on top of the dust collector, a screen in the form of a cylinder located under the swirl device in which there are fixed swirl vanes, a dust collection bin and a purified gas outlet pipe . The outlet pipe for the purified gas is made stepwise, and the height of its upper part having a maximum diameter (determined by calculation) should not exceed 70% of the length of the screen, and the diameter of the remaining part of the nozzle before it leaves the dust collector has a cross-sectional diameter of at least 2 times smaller than its upper part. Creating a dust collector allows the process of dust separation from dusty air with a sharp decrease in internal circulating turbulent flows in the zone of inertial forces after a 180 ° turn of the dust and gas stream, which leads to a decrease in the vertical velocity directed to the nozzle of the outlet of the dust and gas stream and to a decrease in the secondary entrainment of fine dust.

Description

Полезная модель относится к области очистки газов от мелкодисперсной пыли. Предлагаемый пылеуловитель может быть использован в горной, горноперерабатывающей, химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of gas purification from fine dust. The proposed dust collector can be used in mining, mining, chemical, pharmaceutical, food, construction and other industries.

Известны пылеуловители, представляющие собой аппараты разных типов: патент РФ №82427, 2009 г., МПК B01D 6/02; патент РФ №2353436, 2009 г., МПК В04С 5/08; В04С 5/02; патент РФ №2333785, 2008 г., МПК B01D 46/02; В04С 9/00; патент РФ №2271136, 2006 г., МПК A47L 49/16; патент РФ №22061, 2002 г., МПК В07В 9/00; патент РФ №117103, 2011 г., МПК В07В 7/08.Dust collectors are known, which are apparatuses of various types: RF patent No. 82427, 2009, IPC B01D 6/02; RF patent No. 2353436, 2009, IPC B04C 5/08; B04C 5/02; RF patent No. 2333785, 2008, IPC B01D 46/02; B04C 9/00; RF patent No. 2271136, 2006, IPC A47L 49/16; RF patent No. 22061, 2002, IPC B07B 9/00; RF patent No. 117103, 2011, IPC B07B 7/08.

Из уровня техники известен пылеуловитель, включающий корпус, входной патрубок, завихрительное устройство, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, патрубок очищенного воздуха, приемный бункер для сбора пыли. Подача запыленного воздуха производится сверху пылеуловителя через завихритель с неподвижно закрепленными лопатками, при этом обеспечивается постоянное соотношение между скоростями вращательного и поступательного движений (см. Муратова К.М. и др., «Пылеулавливание и классификация в центробежно-инерционных аппаратах», Известия ТулГУ, Наука о Земле, 2014, вып. 4, с. 47-57, /1/ или Чистяков Я.В. и др., «Повышение эффективности отделения мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционных аппаратах пылеулавливания», Известия ТулГУ, Наука о Земле, 2015, вып. 3, с. 42-51, /2/ или Чистяков Я.В. и др., «Основы сепарации мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционном пылеуловителе», Экология и промышленность в России, 2016, Т. 20, № 8, с. 20-27, /3/).The prior art dust collector, comprising a housing, an inlet pipe, a swirl device, a screen in the form of a cylinder located under the swirl device, a purified air pipe, a receiving hopper for collecting dust. Dusty air is supplied from the top of the dust collector through a swirl with fixed blades, while ensuring a constant relationship between rotational and translational speeds (see Muratova K.M. et al., “Dust Collection and Classification in Centrifugal-Inertial Apparatuses”, Izvestiya TulGU, Earth Science, 2014, issue 4, pp. 47-57, / 1 / or Chistyakov Y. V. et al., “Improving the efficiency of the separation of fine dust in centrifugal-inertial dust collecting devices”, Izvestiya TulGU, Earth Science, 2015, no. 3, pp. 42-51, / 2 / or Chistyakov Y. V. et al., “Basics of the separation of fine dust in a centrifugal inertial dust collector”, Ecology and Industry in Russia, 2016, V. 20, No. 8, p. 20-27, / 3 /).

Указанные аппараты обладают рядом недостатков: высокие энергозатраты на преодоление гидравлического сопротивления, сложность конструкции и управления процессом пылеулавливания и, как следствие, невысокая степень надежности работы аппарата, особенно для улавливания мелкодисперсной пыли.These devices have several disadvantages: high energy consumption for overcoming hydraulic resistance, the complexity of the design and control of the dust collection process and, as a result, a low degree of reliability of the device, especially for trapping fine dust.

Наиболее близким к заявленному изобретению является пылеуловитель (см. Муратова К.М. «Защита биосферы и человека от мелкодисперсной пыли», Вестник РГАТУ имени Соловьева П.А., 2016, вып. 1(36), с. 130-136, /4/), включающий корпус с размещенным в нем осевым патрубком ввода запыленного воздуха сверху пылеуловителя, на конце которого установлено неподвижное завихрительное устройство оригинальной конструкции, выполненное в виде полого диска с жестко закрепленными в нем профилированными лопатками, осевой патрубок вывода очищенного воздуха, при этом пылеуловитель снабжен экраном в виде цилиндра, расположенным под завихрителем и верхним основанием, укрепленным по наружному нижнему краю диска; наиболее крупные частицы в запыленном воздухепосле выхода из завихрителя за счет центробежных сил со скоростью 15-20 м/с прижимаются к корпусу пылеуловителя и за счет сил тяжести опускаются в приемный бункер.Closest to the claimed invention is a dust collector (see Muratova K.M. “Protection of the biosphere and humans from fine dust”, Bulletin of the Russian State Agrarian University named after Soloviev P.A., 2016, issue 1 (36), pp. 130-136, / 4 /), comprising a housing with an axial nozzle for dusty air inlet placed on top of the dust collector, at the end of which a stationary swirl device of the original design is installed, made in the form of a hollow disk with profiled blades rigidly fixed in it, an axial nozzle for the output of cleaned air, with this dust catcher screen provided with a cylinder located below the swirler and the upper base, reinforced on the outer edge of the lower disk; the largest particles in dusty air after exiting the swirl due to centrifugal forces at a speed of 15-20 m / s are pressed to the dust collector body and are lowered into the receiving hopper due to gravity.

Недостатками известного пылеуловителя-классификатора являются то, что за счет очень высокой скорости вращающейся между корпусом и экраном газопылевой смеси, сравнительно малой скорости инерционной составляющей сепарации в месте разворота газопылевой смеси на 180° и наличия внутренних турбулентных циркуляционных потоков в основном объеме пылеуловителя после разворота газопылевой смеси на 180° и вовлечении в эти вихри мелкодисперсной пыли, приводит к увеличению вторичного уноса и снижению эффективности пылеулавливания.The disadvantages of the known dust collector-classifier are that due to the very high speed of the gas-dust mixture rotating between the housing and the screen, the relatively low speed of the inertial separation component at the place of the gas-dust mixture turn by 180 ° and the presence of internal turbulent circulation flows in the main volume of the dust-collector after the gas-dust mixture is turned 180 ° and the involvement of fine dust in these vortices leads to an increase in secondary entrainment and a decrease in the efficiency of dust collection.

Задача предлагаемой полезной модели - создание пылеуловителя, позволяющего проводить процесс сепарации пыли из запыленного воздуха при резком снижении внутренних циркуляционных турбулентных потоков в зоне действия инерционных сил после разворота пылегазового потока на 180°, что приводит к снижению вертикальной скорости, направленной к патрубку вывода газопылевого потока и снижению вторичного уноса мелкодисперсной пыли.The objective of the proposed utility model is to create a dust collector that allows the process of separating dust from dusty air with a sharp decrease in internal circulating turbulent flows in the zone of inertial forces after turning the dust and gas stream through 180 °, which leads to a decrease in the vertical speed directed to the outlet pipe for gas and dust flow and reduction of secondary entrainment of fine dust.

Поставленная задача решается тем, что в пылеуловителе, включающем корпус, осевой патрубок входа пылегазовой смеси в завихрительное устройство, патрубок выхода очищенного газа, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, приемный бункер для сбора пыли, подача пылегазовой смеси производится сверху пылеуловителя через завихрительное устройство, в котором расположены неподвижные закручивающие лопатки, способствующие закручиванию пылегазового потока и обеспечивающее постоянное соотношение между линейной и вращательной скоростями пылегазового потока. Патрубок вывода очищенного газа выполнен ступенчатым, причем высота верхней его части, имеющей максимальный диаметр (определяемый расчетом), не должна превышать 70% длины экрана, а диаметр оставшейся части патрубка до выхода его из пылеуловителя имеет диаметр по сечению как минимум в 2 раза меньше верхней его части.The problem is solved in that in the dust collector including the housing, the axial nozzle of the inlet of the dust and gas mixture into the swirl device, the outlet of the purified gas outlet, a screen in the form of a cylinder located under the swirl device, a receiving hopper for collecting dust, the supply of the dust and gas mixture is made on top of the dust collector through the swirl a device in which stationary twisting blades are located, which contribute to the twisting of the dust and gas flow and provides a constant ratio between linear and rotation actual speeds of dust and gas flow. The outlet of the purified gas outlet is made stepwise, and the height of its upper part having a maximum diameter (determined by calculation) should not exceed 70% of the screen length, and the diameter of the remaining part of the nozzle before it comes out of the dust collector has a cross-sectional diameter of at least 2 times less than the top its parts.

Конструкция пылеуловителя.Dust collector design.

На фиг. 1 изображено устройство пылеуловителя. Пылеуловитель состоит из корпуса 1, входного патрубка 2, завихрительного устройства 3 с неподвижными лопатками, экрана 4, патрубка вывода очищенного газа 5, бункер для сбора пыли 6. Завихрительное устройство состоит из двух металлических дисков: верхним кольцевым и нижним сплошным, соединенных между собой неподвижными закручивающими лопатками, обеспечивающими необходимое соотношение между линейной, направленной между корпусом и экраном сверху вниз, скоростью и скоростью вращательного движения пылегазового потока между корпусом и экраном.In FIG. 1 shows a dust collector device. The dust collector consists of a housing 1, an inlet pipe 2, a swirl device 3 with fixed blades, a screen 4, a purified gas outlet pipe 5, a dust collection hopper 6. The swirl device consists of two metal disks: the upper annular and the lower solid, interconnected stationary twisting blades, providing the necessary ratio between the linear, directed between the body and the screen from top to bottom, the speed and speed of the rotational movement of the dust and gas flow between the body and the screen .

Работа пылеуловителя.The work of the dust collector.

Пылегазовый поток вводится в верхнюю часть аппарата через входной патрубок 2 и завихрительное устройство 3. Вихревой поток, опускаясь по спирали вниз, после выхода из пространства между корпусом и экраном поворачивает на 180° и по внутренней спирали меньшего радиуса (между экраном и верхней частью патрубка вывода газа) попадает под завихрительное устройство, а затем, снова изменив свое направление на 180°, уже очищенный воздух поступает в патрубок вывода очищенного газа 5. При этом отделившаяся пыль под действием сил тяжести попадает в приемный бункер 6. Установка патрубка предложенной геометрии позволяет повысить эффективность пылеулавливания за счет снижения внутренних турбулентных потоков из-за увеличения свободного внутреннего объема пылеуловителя и снижения общей вертикальной скорости газового потока в направлении к патрубку вывода очищенного газа, т.е. установления лучшей аэродинамики потока в верхней части аппарата и снижения вторичного уноса мелкодисперсной пыли, что приводит к повышению общей эффективности сепарации пыли (или пылеулавливания).The dust-gas flow is introduced into the upper part of the apparatus through the inlet pipe 2 and the swirl device 3. The vortex stream, spiraling downward, after leaving the space between the casing and the screen rotates 180 ° and along a smaller spiral radius (between the screen and the upper part of the outlet pipe gas) gets under the swirl device, and then, again changing its direction by 180 °, the already cleaned air enters the outlet of the purified gas 5. In this case, the separated dust under the influence of gravity enters the receiving th hopper 6. Installing a nozzle of the proposed geometry allows to increase the efficiency of dust collection by reducing internal turbulent flows due to an increase in the free internal volume of the dust collector and a decrease in the overall vertical velocity of the gas flow towards the outlet of the purified gas, i.e. establishing the best aerodynamics of the flow in the upper part of the apparatus and reducing the secondary ablation of fine dust, which leads to an increase in the overall efficiency of dust separation (or dust collection).

На разработанном пылеуловителе были проведены эксперименты по пылеулавливанию мелкодисперсной пыли оксида трехвалентного хрома с медианным размером частиц 12,1 мкм. Скорость пылегазового потока на входе в аппарат была от 8,9 м/с до 11,8 м/с. Производительность установки находилась в пределах от 1900 м³/ч до 2700 м³/ч. Концентрация пыли в пылегазовом потоке составляла от 2,1 до 5,5 г/м³. Эффективность пылеулавливания с помощью разработанной конструкции пылеуловителя составляла от 95,6 до 97,3%.On the developed dust collector, experiments were conducted on the dust collection of fine dust of trivalent chromium oxide with a median particle size of 12.1 μm. The velocity of the dust and gas flow at the inlet of the apparatus was from 8.9 m / s to 11.8 m / s. The productivity of the installation ranged from 1900 m ³ / h to 2700 m ³ / h. The concentration of dust in the dust and gas stream ranged from 2.1 to 5.5 g / m ³ . The dust collection efficiency using the developed dust collector design ranged from 95.6 to 97.3%.

Claims

A dust collector comprising a housing, an axial nozzle of the inlet of the dust and gas mixture into the swirl device, the dust and gas mixture being supplied on top of the dust collector, a screen in the form of a cylinder located under the swirl device, in which there are stationary swirl vanes, a dust collecting hopper and a purified gas outlet, characterized in that the outlet pipe of the purified gas is made stepwise, and the height of its upper part having a maximum diameter should not exceed 70% of the screen length, and the diameter of the remaining part of the pipe before it leaves the dust collector has a cross-sectional diameter of at least 2 times less than its upper part.