RU2019306C1

RU2019306C1 - Two-stage cyclone

Info

Publication number: RU2019306C1
Authority: RU
Inventors: Е.В. Донат; А.И. Голобурдин
Original assignee: Омское научно-производственное предприятие "Прогресс"
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: chemical engineering; gas scrubbing apparatuses. SUBSTANCE: two-stage cyclone includes two partitioned concentrically disposed chambers 2 and 4. Chamber cover 8 has two annular slit-like passages 15 and 16. Wall of inner cyclone chamber has openings 17 whose vertical edges carry bent plates and other end portions are secured to outlet pipe 6. EFFECT: more sophisticated design. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для сухой очистки газа от пыли. Оно может быть использовано на предприятиях нефтехимической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности, в частности для очистки газа от крупнодисперсных пылей при их большой концентрации. The invention relates to apparatus for dry gas cleaning from dust. It can be used at the enterprises of the petrochemical, metallurgical, construction and other industries, in particular for gas purification from coarse dusts at their high concentration.

Известен наиболее близкий по технической сущности двухступенчатый циклон, содержащий разделенные перегородкой концентрично установленные, снабженные крышкой со смонтированным на ней раскручивателем с выхлопным патрубком циклонные камеры, входной тангенциальный патрубок, выхлопную трубу, бункер-пылесборник и расположенные в нем пылевыпускные отверстия циклонных камер. The two-stage cyclone closest in technical essence is known, containing concentrically mounted separated by a baffle, cyclone chambers equipped with a cover with a spinner mounted on it with an exhaust nozzle, an inlet tangential nozzle, an exhaust pipe, a dust bin and dust-outlets for cyclone chambers located in it.

Недостатками этого циклона являются высокое гидравлическое сопротивление, требующее больших энергозатрат на улавливание в ней пыли, малая эффективность. The disadvantages of this cyclone are high hydraulic resistance, requiring large energy consumption for collecting dust in it, low efficiency.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. снижение энергопотребления за счет уменьшения гидравлического сопротивления циклона, повышения эффективности улавливания мелких частиц. The aim of the invention is to remedy these disadvantages, i.e. reduction in energy consumption by reducing the hydraulic resistance of the cyclone, increasing the efficiency of capture of small particles.

Указанная цель достигается тем, что в двухступенчатом циклоне, содержащем разделенные перегородкой концентрично установленные, снабженные крышкой со смонтированным на ней раскручивателем с выхлопным патрубком циклонные камеры, входной тангенциальный патрубок, выхлопную трубу, бункер-пылесборник и расположенные в нем пылевыпускные отверстия циклонных камер, согласно изобретению, в крышке выполнены два расположенных концентрично соответственно между выхлопной трубой и стенкой внутренней циклонной камеры и между перегородкой и стенкой наружной циклонной камеры кольцевых щелеобразных канала, а в стенке внутренней циклонной камеры выполнены окна, вертикальные кромки которых снабжены изогнутыми пластинами, другой конец которых укреплен на выхлопной трубе, и, кроме того, у внешнего диаметра внутреннего кольцевого щелеобразного канала концентрично установлена между выхлопной трубой и стенкой внутренней циклонной камеры перфорированная перегородка, а нижняя часть разделяющей циклонные камеры перегородки выполнена перфорированной, кроме того, с целью обеспечения возможности пневмоклассификации уловленной пыли, он снабжен дополнительным бункером и выполненными с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с кольцевыми щелеобразными каналами кольцевыми уплотнениями, а к пылевыпускному отверстию внутренней циклонной камеры присоединена разгрузочная труба, противоположный конец которой присоединен к дополнительному бункеру. This goal is achieved by the fact that in a two-stage cyclone containing concentrically mounted separated by a baffle, cyclone chambers, a tangential inlet pipe, an exhaust pipe, a dust bin and dust-outlets of cyclone chambers arranged therein, provided with a cover with a spinner mounted thereon with an exhaust pipe mounted thereon, according to the invention , in the cover there are two concentrically arranged respectively between the exhaust pipe and the wall of the inner cyclone chamber and between the partition and the walls of the outer cyclone chamber of the annular slot-like channel, and windows are made in the wall of the inner cyclone chamber, the vertical edges of which are provided with curved plates, the other end of which is mounted on the exhaust pipe, and, in addition, at the outer diameter of the inner annular slot-like channel is concentrically mounted between the exhaust pipe and the wall of the inner cyclone chamber has a perforated partition, and the lower part of the partition separating the cyclone chamber is perforated, in addition, to ensure Possibility of pneumatic classification of trapped dust, it is equipped with an additional hopper and ring seals made with the possibility of vertical movement and interaction with annular slit-like channels, and an unloading pipe is connected to the dust outlet of the inner cyclone chamber, the opposite end of which is connected to an additional hopper.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что аналога, характеризующегося признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, не имеется. A comparative analysis of the claimed invention with identified analogues shows that there is no analogue characterized by features identical to all the essential features of the invention.

Таким образом, заявляемое изобретение является новым, так как оно неизвестно из уровня техники. Thus, the claimed invention is new, as it is unknown from the prior art.

Вся совокупность существенных признаков изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из последнего не выявляется влияние предписываемых этим изобретением преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение технического результата. Следовательно, изобретение имеет изобретательный уровень. The whole set of essential features of the invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the effect of the transformations prescribed by this invention, characterized by significant features distinctive from the prototype, on the achievement of a technical result is not revealed from the latter. Therefore, the invention has an inventive level.

На фиг.1 изображена схема устройства двухступенчатого циклона; на фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1 (уменьшено); на фиг.3 и 4 показаны сечения Б-Б и В-В на фиг.1 соответственно (уменьшено). Figure 1 shows a diagram of a two-stage cyclone; figure 2 shows a section aa in figure 1 (reduced); figure 3 and 4 shows a section bB and BB in figure 1, respectively (reduced).

Двухступенчатый циклон содержит входной тангенциальный патрубок 1, присоединенный к наружной циклонной камере 2 со стенкой 3, концентрично установленную внутреннюю циклонную камеру 4 со стенкой 5, выхлопную трубу 6. Между циклонными камерами расположена перегородка 7, сверху циклонные камеры имеют крышку 8. В верхней части циклонных камер, на их крышке 8, смонтирован раскручиватель 9 с выхлопным патрубком 10. В нижней части циклона расположен бункер-пылесборник 11 со стенкой 12. Внутренняя циклонная камера 4 содержит пылевыпускное отверстие 13, а наружная циклонная камера 2 - отверстие 14. В крышке 8 выполнены два кольцевых щелеобразных канала, которые расположены концентрично соответственно между стенкой 5 внутренней циклонной камеры 4 и выхлопной трубой 6 - внутренний канал 15 и между стенкой 3 наружной циклонной камеры 2 и перегородкой 7, между циклонными камерами, - внешний кабель 16. В стенке 5 внутренней циклонной камеры 4 выполнены окна 17, которые снабжены изогнутыми пластинами 18. Между стенкой 5 и выхлопной трубой 6 концентрично им смонтирована у внешнего диаметра внутреннего кольцевого щелеобразного канала 15 перфорированная перегородка 19. Нижняя часть 20 разделяющей циклонные камеры перегородки 7 также имеет перфорацию. The two-stage cyclone contains an inlet tangential branch pipe 1 connected to an outer cyclone chamber 2 with a wall 3, a concentric mounted inner cyclone chamber 4 with a wall 5, an exhaust pipe 6. A partition 7 is located between the cyclone chambers, and the cyclone chambers have a cover 8. The cyclone chambers are located on top of the cyclone 8. cameras, on their cover 8, a straightener 9 with an exhaust pipe 10 is mounted. At the bottom of the cyclone is a dust bin 11 with a wall 12. The inner cyclone chamber 4 contains a dust outlet 13, and the outer cyclone chamber 2 is the hole 14. In the lid 8 there are two annular slit-like channels that are arranged concentrically respectively between the wall 5 of the inner cyclone chamber 4 and the exhaust pipe 6 — the inner channel 15 and between the wall 3 of the outer cyclone chamber 2 and the partition 7, between the cyclone cameras, - the external cable 16. In the wall 5 of the inner cyclone chamber 4 there are windows 17 that are provided with curved plates 18. Between the wall 5 and the exhaust pipe 6 it is mounted concentrically at the outer diameter of the inner ring th slot-shaped passage 15 perforated baffle 19. The lower portion 20 of the dividing baffle cyclone chamber 7 also has perforations.

Для взаимодействия с щелеобразными кольцевыми каналами 15 и 16 и регулирования их ширины смонтированы соответствующие кольцевые уплотнения 21 и 22, которые выполнены с возможностью вертикального перемещения от приводов 23 и 24 соответственно. Для отвода пыли из внутренней циклонной камеры 4 служит разгрузочная труба 25, которая присоединена к пылевыпускному отверстию 13, противоположный конец ее 26 выведен из бункера-пылесборника 11 и присоединен к дополнительному бункеру 27. Бункер-пылесборник имеет затвор 28, а дополнительный бункер 27 - затвор 29. To interact with the slit-like annular channels 15 and 16 and to regulate their width, the corresponding annular seals 21 and 22 are mounted, which are made with the possibility of vertical movement from the actuators 23 and 24, respectively. To remove dust from the inner cyclone chamber 4, an unloading pipe 25 is used, which is connected to the dust outlet 13, its opposite end 26 is removed from the dust bin 11 and connected to an additional hopper 27. The dust bin has a shutter 28, and an additional hopper 27 has a shutter 29.

Кольцевые уплотнения 21 и 22 служат для регулирования и перераспределения расхода воздуха, поступающего через каналы 15 и 16 в раскручиватель, а также регулирования дисперсной пыли, оседающей в обоих циклонах. Перфорация в перегородках 7 и 19, как и сами перегородки, служит для уменьшения поперечной циркуляции в кольцевых пространствах циклонных камер. Изогнутые пластины 18 (см. фиг.4) одним концом укреплены по касательной к окружности на вертикальных кромках окон 17, выполненных в стенке 5 внутренней циклонной камеры 4 (см. фиг.1), а другим концом укреплены на выхлопной трубе 6. Кольцевые уплотнения 21 и 22 для обеспечения сползания проскочившей пыли выполнены наклонными. Толщина кольцевого уплотнения 22 делается больше по длине 0,2-0,3 окружности, начиная от входного патрубка 1, с таким расчетом, чтобы уплотнение перекрывало на этом участке вход потока в кольцевой щелевой канал 16; с этой же целью ширина большого кольцевого пространства постепенно увеличивается по спирали от минимальной в месте ввода газа в циклонную камеру 2 до максимальной вблизи выходного патрубка 10. Это повысит эффективность за счет формирования эпюры концентрации частиц. Устройство работает следующим образом. O-rings 21 and 22 are used to regulate and redistribute the flow of air entering through the channels 15 and 16 into the spinner, as well as regulate dispersed dust settling in both cyclones. Perforation in the partitions 7 and 19, like the partitions themselves, serves to reduce the transverse circulation in the annular spaces of the cyclone chambers. Curved plates 18 (see Fig. 4) are fixed at one end tangentially to the circumference on the vertical edges of windows 17 made in the wall 5 of the inner cyclone chamber 4 (see Fig. 1), and at the other end are mounted on the exhaust pipe 6. O-rings 21 and 22 to ensure the sliding of the slipped dust are made inclined. The thickness of the annular seal 22 is made longer along the length of 0.2-0.3 circumference, starting from the inlet pipe 1, so that the seal overlaps in this section the flow inlet into the annular slot channel 16; for the same purpose, the width of the large annular space gradually increases in a spiral from the minimum at the gas inlet to the cyclone chamber 2 to the maximum near the outlet pipe 10. This will increase efficiency by forming a particle concentration diagram. The device operates as follows.

При вращении запыленного потока газа, поступившего в наружную циклонную камеру 2 по патрубку 1, основная часть наиболее крупных частиц отжимается к стенке 3 и движется по ней в виде плотного слоя (жгута). Часть вращающегося газа на наибольшем отдалении от наружной стенки 3 с минимальной концентрацией частиц у перегородки 7 отводится через кольцевой щелеобразный канал 16 в раскручиватель 9. Остальная часть также частично очищенного газа опускается вдоль перегородки 7 вниз, а затем по кольцевому щелеобразному каналу между перегородкой 7 и стенкой 5 внутренней циклонной камеры 4 поднимается вверх и входит через серию окон 17 в стенке внутренней циклонной камеры во внутреннюю циклонную камеру меньшего диаметра. When rotating a dusty stream of gas entering the outer cyclone chamber 2 through the pipe 1, the bulk of the largest particles are squeezed to the wall 3 and moves along it in the form of a dense layer (tow). Part of the rotating gas at the greatest distance from the outer wall 3 with a minimum concentration of particles at the partition 7 is discharged through the annular slit-like channel 16 into the spinner 9. The rest of the partially purified gas is also lowered down along the partition 7 and then along the annular slit-like channel between the partition 7 and the wall 5 of the inner cyclone chamber 4 rises up and enters through a series of windows 17 in the wall of the inner cyclone chamber into the inner cyclone chamber of smaller diameter.

Вращение потока газа в этом пространстве создают изогнутые пластины 18, установленные на выходе окон 17 по касательной к направлению вращения газа. Из кольцевого пространства часть вращающегося газа из пространства вблизи выхлопной трубы 6, где концентрация пыли минимальна, отводится через второй кольцевой канал 15 в раскручиватель 9. Для уменьшения влияния поперечной циркуляции, наиболее сказывающегося при осаждении мелких частиц, служит перфорированная цилиндрическая перегородка 19. Остальная часть вращающегося газа опускается вниз и уходит в раскручиватель 9 по выхлопной трубе 6. The rotation of the gas flow in this space is created by curved plates 18 mounted at the outlet of the windows 17 tangentially to the direction of gas rotation. From the annular space, a part of the rotating gas from the space near the exhaust pipe 6, where the dust concentration is minimal, is discharged through the second annular channel 15 into the spinner 9. To reduce the influence of the transverse circulation, which is most affected by the deposition of small particles, a perforated cylindrical partition 19. The rest of the rotating gas goes down and goes into the straightener 9 through the exhaust pipe 6.

Через оба кольцевых щелеобразных канала 15 и 16 в раскручиватель 9 уходит 50-60% очищенного газа. Выделенные из потока под действием центробежной силы частицы по стенкам обеих циклонных камер опускаются вниз в бункер-пылесборник 11. Двухступенчатый циклон может быть использован и без классификации уловленной пыли. В этом случае отпадает необходимость в дополнительном бункере 27, а для устранения подсосов разгрузочная труба 25 должна доходить до низа бункера-пылесборника 11 и всегда находится ниже уровня пыли, играющей роль гидравлического затвора. Если циклон используется как классификатор, то разгрузочная труба 25 своим концом 26 выводится через стенку 12 бункера-пылесборника 11 и подключается к дополнительному бункеру 27 с затвором 29, Нагруженный циклон может играть роль разгрузителя. Воздух, выходящий из выхлопной трубы 6, или смешивается с воздухом, поступающим из кольцевых щелеобразных каналов 15 и 16, или выводится через раскручиватель 9 и выхлопной патрубок 10 наружу. Through both annular slit-like channels 15 and 16, 50-60% of the purified gas leaves in the straightener 9. Particles extracted from the stream under the action of centrifugal force along the walls of both cyclone chambers are lowered down into the dust collector 11. A two-stage cyclone can be used without classification of trapped dust. In this case, there is no need for an additional bunker 27, and to eliminate suction, the discharge pipe 25 should reach the bottom of the dust bin 11 and is always below the dust level, acting as a hydraulic shutter. If the cyclone is used as a classifier, then the unloading pipe 25 with its end 26 is discharged through the wall 12 of the dust bin 11 and connected to an additional hopper 27 with a shutter 29. The loaded cyclone can play the role of a unloader. The air leaving the exhaust pipe 6 is either mixed with the air coming from the annular slit-like channels 15 and 16, or is discharged through the straightener 9 and the exhaust pipe 10 to the outside.

Применение указанного двухступенчатого циклона при очистке газа, например, после пневматической сушки, позволит заменить две группы циклонов на одну. Это уменьшит в два раза сопротивление и металлоемкость, а также даст возможность разделить выделяемый из потоков материал на два продукта: крупнозернистый и мелкозернистый. The use of the indicated two-stage cyclone during gas purification, for example, after pneumatic drying, will allow replacing two groups of cyclones with one. This will halve the resistance and metal consumption, and will also make it possible to divide the material released from the streams into two products: coarse-grained and fine-grained.

Claims

1. TWO-STAGE CYCLONE, comprising a concentrically mounted partition separated by a baffle and equipped with a lid with a spinner mounted on it with an exhaust nozzle, cyclone chambers, an inlet tangential nozzle, an exhaust pipe, a dust bin and dust-outlets for the cyclone chambers located in it, two of which are made in that located annularly concentrically between the exhaust pipe and the wall of the inner chamber and between the baffle and the wall of the outer cyclone chamber znyh channel, and in the inner wall of the cyclone chamber formed window, vertical edges are provided with curved plates, the other end of which is mounted on the exhaust pipe.

2. The cyclone according to claim 1, characterized in that at the outer diameter of the inner annular slit-like channel, a perforated partition is concentrically installed between the exhaust pipe and the wall of the inner cyclone chamber, and the lower part of the partition separating the cyclone chambers is perforated.

3. The cyclone in paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is equipped with an additional hopper and annular seals made with the possibility of vertical movement and interaction with the annular slit-like channels, and an unloading pipe is connected to the dust outlet of the inner cyclone chamber, the opposite end of which is connected to the additional hopper.