RU1813578C - Аэродинамический циклон - Google Patents

Abstract

Использование: в химической, нефтехимической , текстильной, пищевой, строительной и других отрасл х промышленности , где требуетс  суха  очистка газов от взвешенных твердых частиц. Сущность изобретени : между корпусом вихревой камеры 7 и корпусом 1 циклона концентрично установлена обечайка 13, соединенна  с кольцевой перегородкой 8, в которой выполнены проходные каналы 14, соедин ющие выходной патрубок с пространством между вихревой камерой и обечайкой, а также каналы 15, соедин ющие вихревую камеру с пространством между обечайкой и корпусом циклона. 2 з.п.ф-лы, 1 табл., 7 ил. ±А ff-f в-е

Description

Изобретение относитс  к области механической очистки газов и может быть использовано в химической, горнодобывающей , металлугической и других отрасл х народного хоз йства.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности очистки газа от твердых частиц за счет структуировани  газодинамических потоков в рабочем объеме циклона .

На фиг.1 изображен аэродинамический циклон, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, соответствующий по п.1, формулы; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1, соответствующий по п.З формулы; на фиг. 6 - разрезы Б-Б на фиг. соответствующие п. 3 формулы; на фиг,7 - разрез А-А на фиг.1, аналогично фиг.6. Дл  более  сного по снени  сущности изобретени  на разрезах представлены невидимые линии вихревой камеры и обечайки циклона.

Аэродинамический циклон включает корпус 1, который в верхней части имеет патрубок 2 дл  выхода очищенного газа, а в нижней части соединен с конусным днищем 3, имеющим центральное отверстие 4 дл  непрерывного удалени  уловленных твердых частиц в пылесборник 5 с затвором 6, вихревую камеру 7, расположенную в его центральной части и выполненную в виде усеченного конуса, в которой со стороны меньшего основани  установлена кольцева  перегородка 8 с центральным отверстием 9, а со стороны большего основани  - отражатель 10 цилиндрической формы с глухим днищем 11 в верхней части, тангенциальный патрубок 12 ввода запыленного газового потока, обечайка 13, соединенна  кольцевой перегородкой 8, в которой выполнены проходные каналы 14, соедин ющие выходной патрубок 2 с пространством между вихревой камерой 7 и обечайкой 13, а также каналы 15, соедин ющие вихревую камеру 7 с пространством между обечайкой 13 и корпусом 1 циклона. Объем, ограниченный корпусом 1 циклона и наружной поверхностью обечайки 13, представл ет собой пылеосадительную камеру 16. Объем, ограниченный внутренней поверхностью обечайки 13 и наружной поверхностью корпуса вихревой камеры 7. представл ет собой выводной канал 17 дл  очищенного газа; выводной канал 17 соединен с проходными каналами 14, через которые очищенный газ попадает в выводной патрубок 2. Лопасти 18 в нижней части пылеосадительной камеры 16 закручивают нисход щий запыленный газовый поток, одновременно лопасти 18 служат дл  концентричного закреплени  обечайки 13 с корпусом циклона 1.

Разрез А-А представл ет собой верхнюю часть кольцевой перегородки 8, соединенной с выходным патрубком 2; разрез В-В - нижнюю часть перегородки 8, соединенную с вихревой камерой 7 и обечайкой 13; разрез Б-Б - внутреннюю часть кольцевой перегородки 8, состо щую из центрального отверсти  9, проходных каналов 14 и 15.

Дл  доказательства достижени  цели изобретени  были проведены сравнительные испытани  за вл емого циклона с прототипом . Испытани  проводили на аппаратах с диаметром D 200 мм при скорости газового потока 4,5 м/с, рассчитанной на полное поперечное сечение циклона.

в качестве дисперсной фазы использовали пыль литейного производства со следующими характеристиками: медианный диаметр частиц dso 45 мкм; дисперси  г 1,31; плотность вещества пыли р 2350

кг/м . Концентраци  дисперсной фазы в воздушном потоке во всех опытах составл ла 5 г/м3. Конструктивные соотношени  в циклоне-прототипе выбирались в соответствии с (2) (характерный диаметр циклона D

200 мм). Конструктивные параметры за вл емого циклона: высота цилиндрической части 200 мм, диаметр центрального выходного отверсти  в кольцевой перегородке 60 мм, верхний и нижний диаметры вихревой

камеры соответственно 70 и 120 мм, диаметр обечайки 170 мм, диаметр проходных каналов 30 мм, количество этих каналов 6 штук, диаметр отражател  10-100 мм.

Результаты испытани  приведены в таблице

Экспериментально дл  доказательства п.1 и п.З формулы принимали тот же расход через аппарат Q 509 м3/ч и измер ли гидравлическое сопротивление ДР(мм вод.ст.)

циклона и вынос дисперсной фазы Ј(%). При рассмотрении п.2 формулы принимали то же сопротивление аппарата А Р 186 мм вод.ст. и измер ли расход через аппарат и проскок пыли Ј. В качестве проницаемого.

материала использовали фильтровальное сукно Nfe 2 арт 20 ГОСТ 6986-69, которое надевали на каркас. В таблице приведены данные стационарного режима, т.е. когда не происходит уже изменени  параметров во

времени, а саморегенераци  происходит за счет аэродинамических сил запыленного потока газа в вихревой камере.

Экспериментально установлено, что дл  достижени  максимальной эффективности работы циклона вихрева  камера 7 должна быть заглублена относительно уровн  нижнего торца обечайки 13 и отражатели 10 на три величины кольцевых зазора между отражателем 10 и вихревой камерой 7. При меньшем заглублении происходит унос дисперсной фазы из кольцевого зазора в выводной канал 17 (до 3% общей эффективности в зависимости от физических свойств пыли). При увеличении заглуб- лени  заметно увеличиваетс  гидравлическое сопротивление всего циклона (до 8% общего сопротивлени ) без уве- личени  эффективности очистки газа. Таблица экспериментальных данных приве- дена дл  циклона, где кольцевой зазор составл л 10 мм, заглубление вихревой камеры-30 мм.

Циклон работает следующим образом.

Запыленный газовый поток через тан- генциальный патрубок 12 поступает в вихревую камеру 7, где под действием центробежной силы стру  газа прижимаетс  к внутренней поверхности камеры и движетс  вдоль нее по спирали. Вследствие вращательного движени  потока в камере создаетс  картина, характерна  дл  физического вихр , т.е. значительное разрежение в центре. камеры и резкий градиент давлени  в ее поперечном сечении. Одно- .временно поток газа движитс  от периферии к центру по спирали Архимеда. Частицы пыли, попада  в центральную зону, вращающуюс  как жесткий ротор, мгновенно выбрасываютс  в периферийную область, в которой под действием центробежных сил этот процесс усиливаетс  и развиваетс , в результате чего они полностью отбрасываютс  и прижимаютс  к стенке вихревой ка- меры (расшир ющейс  книзу), под действием силы т жести частицы пыли, посто нно сползают вместе с пристеночным слоем газа вниз и через кольцевой зазор (5-10 мм), образованный в нижней части камеры внутренней поверхностью ее и внешней поверхностью цилиндрической части отражател  10, попадают на конусное днище 3. Отражатель 10 коническим днищем 11 стабилизирует вихрь и служит дл  направлени  пыли в кольцевой зазор.

Одновременно с описанным процессом сепарации частиц пыли происходит фильтраци  газа через пористую перегородку вихревой камеры 7 (п.2 формулы), и часть газа, фильтру сь через перегородку 8, попа- дает в выводной канал 17. Регенераци  фильтрующей перегородки осуществл етс  аэродинамическими силами потока газа и силами, возникающими между частицами, движущимис  по спирали в пристеночной

зоне вихревой камеры, и частицами, засор ющими фильтрующую перегородку 8. Постепенно возникает режим самогенерации, когда дальнейшее засорение перегородки не происходит, и перепад давлени  на филь- трующей перегородке остаетс  посто нным (при посто нном расходе запыленного газа через аппарат).

Поскольку отвод очищаемого газа осуществл етс  через верхнюю часть вихревой камеры, т.е. через центральное отверстие 9 кольцевой перегородки 8, то часть более мелкой фракции пыли прижимаетс  центробежными силами к внутренней поверхности камеры и увлекаетс  потоком газа вверх. Через зазор между отверстием 9 и вихревой камерой 7 в ее верхнем сечении эта часть запыленного газа поступает в проходные каналы 1, а через них в пылеосадительную камеру 16, в нижней части которой поток запыленного газа закручиваетс  с помощью лопастей 18, отдел   дисперсную фазу. Затем чистый газ по выводному каналу 17 и проходным каналам 14 поступает в выходной патрубок 2. К этому потоку чистого газа присоедин етс  газ, профильтровавшийс  через проницаемую перегородку 7 вихревой камеры, и сообщает ему тем самым дополнительный импульс.

Таким образом, за вл емый циклон позвол ет повысить эффективность очистки газа от пыли, увеличить производительность циклона, снизить гидравлическое сопротивление .

Claims (3)

1. Аэродинамический циклон, содержащий корпус с размещенными в его нижней части пылесборником и в верхней части - патрубком отвода очищенного газа, установленную в корпусе концентрично вихревую камеру в форме усеченного конуса с тангенциальным патрубком ввода очищаемого газа, установленный в нижней части вихревой камеры конический отражатель, образующий с ее стенками кольцевой канал дл  отвода пыли, укрепленную на верхнем торце вихревой камеры кольцевую перегородку с центральным отверстием дл  вывода очищенного газа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности очистки газа, между корпусом вихревой ка- меры и корпусом циклона концентрично установлена обечайка, соединенна  с кольцевой перегородкой, в которой выполнены проходные каналы, соедин ющие выходной патрубок с пространством между вихревой камерой и обечайкой, а также каналы , соедин ющие вихревую камеру с пространством между обечайкой и корпусом циклона.

2. Циклон по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  производительности циклона, корпус усеченного конуса вихревой камеры выполнен из проницаемого фильтрующего материала.

3. Циклон по п.1,отличающийс  тем, что, с целью снижени  гидравлического

сопротивлени , проходные каналы кольцевой перегородки ограничены плоскими и криволинейными стенками, причем плоские стенки установлены вдоль касательных к окружности верхнего торца вихревой камеры, а криволинейные стенки установлены вдоль дуг окружностей верхних торцов обечайки и вихревой камеры.

4-АЩи г. Z

1813578

5-6

Редактор Т. Иванова

Составитель А. Белоусов

ТехредМ.МоргенталКорректор Н.Гунько