RU1830285C - Циклон - Google Patents

Abstract

Использование: разделение пылепаро- газовых потоков с широким диапазоном размеров частиц порошка, в частности при ллазмохимическом синтезе неорганических материалов. Сущность изобретени : циклон снабжен коронирующим и осадительным электродами специальной конструкции, часть корпуса выполнена телескопической и отделена от конической регулируемым зазором , источник магнитного пол  выполнен в виде соленоида, размещенного с внешней стороны осадительного электрода коакси- ально зазору в корпусе циклона. Продукт из соединительного электрода удал етс  специальным скребком, а на входном патрубке размещена закручивающа  улитка. 1 з.п.ф- лы. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  осуществлени  сухого разделени  твердой и газообразной фаз с помощью сил инерции и электромагнитных сил, которые могут быть использованы дл  улавливани  частиц крупностью 0.01-20 мкм и выше при концентрации 200-300 г/м3 и температуре ; 200-400°С, например, продуктов плаэмохи- мического синтеза катализаторов, где наиболее ценными  вл ютс  частицы продукта размером 0,1-1 мкм.

Цель изобретени  - расширение диапазона улавливаемых частиц и увеличени  степени улавливани .

На фиг.1 показан продольный разрез предлагаемого устройства: на фиг.2 разрез по А-А на фиг; на фиг.З - узел I на фиг.2.

Циклон содержит корпус, состо щий из цилиндрической части 1. выполненной в виде телескопического цилиндра и конической части 2, размещенной соосно цилиндрической с регулируемым зазором 5 между ними , входной патрубок 3, размещенный тангенциально к корпусу циклона и под углом 15-25° к горизонтальной плоскости. На входе в патрубок 3 установлена закручивающа  улитка 4. Коническа  часть циклона 2 сообщаетс  с теплоизолированным приемным бункером 5, в противоположном торце циклона размещена выхлопна  труба 6. Вокруг корпуса циклона размещен корони- рующий электрон электрофильтра, в виде спирали 7 из проволоки круглого, штыкового или звездочкообразного сечени . Спираль размещена на несущей раме 8, состо щей из электроизол ционных стоек и кольца. Спираль сообщаетс  с отрицательным полюсом источника тока высокого напр жени  9.

Вокруг спирали размещен электрод 10 в виде цилиндра, который теплоизолирован и заземлен и через изол тор 11 св зан крышкой 12 с цилиндрической частью циклона и бункером 13 с его конической частью 2. С внешней стороны электрода 10 напротив зазора 5 в корпусе циклона размещен соленоид 14, создающий магнитное поле. Несуща  рама 8 размещена в крышке 12

Ё

00 CJ

о

го

00

СЛ

подвижно вдоль оси циклона и св зана с источником возвратно-поступательных колебаний регулируемой амплитуды и частоты . В крышке 12 размещен зубчатый венец 15 с возможностью вращени  в горизонтальной плоскости, св занный зубчатым колесом 16с приводом 17. Зубчатый венец 15 св зан с стойками 18с кольцом 19, размещенным в противоположном торце цилиндра 10, стойки 18 размещены с зазором к внутренней поверхности цилиндра. Между каждой стойкой и поверхностью цилиндра размещен скребок 20, св занный со стойкой 18 пружиной 21. Скребок выполнен по всей длине стойки в виде загнутой пластины, остра  кромка которой упруго прижата к поверхности осадительного электрода. Вокруг стойки и скребка, со стороны циклона выполнен изол тор 22 в виде желоба, образующего со скребком 20 камеру дл  транспортировани  пыли, счищаемой с поверхности электрода 10 в бункер 13, что исключает ее вторичное попадание в межэлектродный зазор.

Циклон работает следующим образом. Очищаемый газ поступает в закручивающую улитку 4, из которой закрученный поток через входной патрубок 3 тангенциально и под углом подаетс  в циклон, где в его цилиндрической части корпуса 1 приобретает вращзтельно-поступательное движение относительно оси циклона, вместе с тем сохран   циркул цию, приобретенную в улитке 4. Эта циркул ци  обеспечивает перемешивание внутренних и периферийных зон потока, совершающего вращательно- поступательное движение в циклоне, так как известно, что в закрученном потоке частицы , в зависимости от их размера, удерживаютс  на разных орбитах относительно оси вращени . Таким образом, без предварительной закрутки потока газа в улитке часть примеси не сможет в вихре перейти из центральной в периферийную зону.

Закрученный в цилиндрической части циклона вихрь в зоне зазора 6 под действием центробежной силы увеличивает свой диаметр. Угол раскрыти  струи увеличиваетс  с ростом интенсивности крутки, но только до определенного значени . В результате этого кольцевой закрученный поток с примес ми выходит в зону межэлектродного промежутка между электродом 7, св занным с отрицательным полюсом источника тока высокого напр жени  и электродом 10, сообщающийс  с землей, где действует коронной разр д, затухающий в сторону осадительиого электрода - цилиндра 10. Газовые ионы различной пол рности, образующиес  а зоне короны в результате

интенсивной ударной ионизации газа у поверхности коронирующей спирали 7, под действием сил электрического пол  движутс  к разноименным электродам, создава  в

межэлектродном промежутке электрический ток короны. Ионы адсорбируютс  на поверхности улавливаемых частиц, сообща  им электрический зар д. Зар женные частицы под действием сил электрического пол  движутс  к электродам, осажда сь на них.

Крупные частицы под действием центробежной силы выход т по инерции из вихр , не успева  получить достаточный зар д

в короне. Более мелкие движутс  в вихре по спирали вдоль спирали, образованной проволокой коронирующего электрода 7, тем дольше, чем меньше их размеры, увеличива  свой зар д. Соленоид 14 создает магнитное поле, при пересечении магнитных силовых линий которого, движущейс  зар женной частицей, на нее действует сила Лоренца:

Fn q sin a,

где q - зар д частицы; V - ее скорость; В - индукци  магнитного полк; а - угол между векторами V и В,

измен   направление скорости частицы и аывод  ее на более удаленные от центра вращени  орбиты вихр , (фиг.2) то есть отдел   от газового вихр . Дл  усилени  раздел ющего действи  соленоид увеличивают индукцию концентрацией магнитного пол  на оси катушки путем ее заключени  в оболочку - панцирь из ферромагнитного материала , в котором имеетс  узка  щель по окружности со стороны циклона. Магнитное поле концентрируетс  в материале панцир  и индукции в области щели значительно возрастает .

Так как часть газа из вмхр , движущегос  вниз в циклоне, переходит во встречный восход щий вихрь, перемещающийс  в вы

хлопную трубу 6, а вместе с ним и часть зар женной в короне примеси, то зар женные частицы, двига сь по спирали, или по радиусу, пересекают магнитные силовые

линии соленоида и под действием сил Лоренца измен ют направление скорости и уход т на более удаленные от восход щего вихр  орбиты (фиг.2), увеличива  тем самым эффективность улавливани  примеси. Частицы , осевшие на осадительном электроде 10 счищаютс  скребками 20, размещенными вдоль внутренней цилиндрической поверхности электрода на стойках 18 и по желобу (фиг.З), образованному электроизол тором 22, скребком 20 и стенкой электрода 10, падают в бункер 13 под действием сил т жести. Скребки 20 прижимаютс  к поверхности электрода плоской пружиной 21, котора  также обеспечивает его амортизацию при возрастании нагрузки. Стойки 8 св заны снизу кольцом 19, а сверху зубчатым венцом 15, размещенным в крышке 12, который вращаетс  в горизонтальной плоскости зубчатым колесом 16, св занным с двигателем 17, размещенным на крышке. Электроизол тор в виде желоба 22 отдел ет стойку 18, пружину 21 и скребок 20 от короны и исключает оседание зар женных частиц на них.

Частицы, осевшие на коронирующем электроде 7, встр хиваютс  в результате колебательного движени  несущей рамы 8 с регулируемой частотой и амплитудой вдоль оси циклона, св занной с источником колебаний , а также сдуваютс  потоком газа при уменьшении рассто ни  между витками спирали. Первоначальное рассто ние между витками устанавливаетс  расположением несущей рамы 8. Регулирование времени контакта примеси с электродом 7, необходимого дл  накоплени  на ней зар да осуществл етс  изменением величины зазора , то есть длины спирального электрода 7 при перемещении телескопического цилиндра 1 циклона.

Незар женные частицы, отделенные от электрода 1, частично сдуваютс  в межэлектродный промежуток, где оседают в бункер 13, а частично унос тс  вихрем в приемный бункер 5, откуда часть их уноситс  восход щим вихрем через выхлопную трубу. Все зар женные частицы в восход щем или нисход щем вихр х под действием магнитного пол  соленоида будут выводитьс  из них, улучша  тем самым эффективность очистки газа.

Циклон может быть использован дл  очистки газов от низкоомной пыли с удельным электрическим сопротивлением меньшим 10 Ом м и высокоомной пыли с удельным электрическим сопротивлением больше 108 Ом м, с размерами частиц от

0,01-20 мкм и выше при температуре 200- 400°С и концентрации 200-300 г/м3, Например , дл  улавливани  мелкодисперсных продуктов плазмохимического синтеза неорганических материалов.

За вл ема  конструкци  позволит расширить диапазон улавливаемых частиц в циклоне до 0,01 мкм и увеличить степень очистки газа в нем до 95-98%

Ф о р м у л а и з о б р е те н и  

Claims (2)

1,Циклон, содержащий корпус, состо щий из цилиндрической и конической частей, крышку, тангенциально расположенный входной патрубок, средство регенерации, приемный бункер, выхлопную трубу, источник магнитного пол , отличающийс  тем, что. с целью расширени  диапазона размеров улавливаемых частиц и повышени  степени очистки,

он снабжен коронирующим электродом, выполненным в виде спирали из электропровод щего материала, размещенной на несущей раме вокруг корпуса и соединенной с отрицательным полюсом источника

тока высокого напр жени , и осадительным электродом, выполненным в виде цилиндра, размещенного снаружи коаксиально спирали , св занного с землей и посредством изол тора и крышки - с цилиндрической частью

корпуса, при этом цилиндрическа  часть корпуса выполнена телескопической и расположена на рассто нии от конической части , источник магнитного пол  выполнен в виде соленоида, размещенного с внешней

стороны коаксиально осадительному электроду , причем несуща  рама установлена в крышке с возможностью возвратно-посту нательного осевого перемещени .

2.Циклон по п.1,отличающийс  тем, что средство регенерации выполнено в

виде скребков, укрепленных на стойках, которые установлены вертикально внутри по периферии осадительного электрода и снабжены св зующим кольцом, установлен- ным в нижней части, и приводом, св занным с ними посредством зубчатого колеса и зубчатого венца, а входной патрубок снабжен закручивающей улиткой.

Шиг.1

/