RU2035240C1

RU2035240C1 - Gas separator

Info

Publication number: RU2035240C1
Authority: RU
Inventors: Д.Г. Закиров; В.Л. Андреев
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: coal industry. SUBSTANCE: separator has a separation chamber made in the form of a spiral gas conduit whose turns are located one above each other along the slant of a cone which rests on a cylindrical area. There is a hopper with discharger in the lower part of the separator. Its upper part is provided with an inlet branch pipe and an exhaust pipe. From the outside, the chamber is fitted with longitudinal pockets. There is a truncated cone with holes and noses. The lower base of the cone is open. EFFECT: higher efficiency and reliability. 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки газов с использованием вихревых потоков и может быть применено в угольной промышленности, в промышленности строительных материалов и других отраслях народного хозяйства. The invention relates to devices for gas purification using vortex flows and can be used in the coal industry, in the building materials industry and other sectors of the economy.

Известен вихревой пылеуловитель, содержащий корпус, верхний и нижний завихрители. Верхний завихритель выполнен в виде сопл. Нижний завихритель состоит из камеры для подвода газов и трубы типа Вентури. Камера представляет собой цилиндр с переходом в верхней и нижней частях в усеченные конусы. Внутри камеры на ее оси установлен обтекатель, представляющий собой комбинацию двух конусов, направленных вершинами в противоположные стороны. Нижняя коническая часть камеры заканчивается рециркуляционным каналом. Ввод запыленного газа в цилиндрическую часть камеры осуществляется по тангенциальному патрубку [1]
Недостатком данного пылеуловителя является конструкция камеры подвода газа, в которой запыленный поток делится на два основной и дополнительный. Основной поток закручивается вокруг верхней конической части обтекателя и поднимается в трубу Вентури на очистку. Дополнительный поток закручивается вокруг нижней части обтекателя, опускается вниз по усеченному конусу, дойдя до рециркуляционного канала, изменяет свое направление на противоположное и сливается с основным потоком. Скорость движения основного потока значительно снижается сначала за счет отделения дополнительного потока. Затем снижение скорости потока происходит за счет подсоединения к нему ослабленного дополнительного потока. В этом пылеуловителе эффективность очистки зависит от скорости движения газового потока в камере перед трубой Вентури, следовательно, ослабление указанной скорости ведет к уменьшению степени очистки газа. Недостатком пылеуловителя является также и то, что он имеет неоправданно большие габариты.Known vortex dust collector containing a housing, upper and lower swirlers. The upper swirl is made in the form of nozzles. The lower swirl consists of a chamber for supplying gases and a venturi-type pipe. The chamber is a cylinder with transition in the upper and lower parts to truncated cones. Inside the chamber, a fairing is installed on its axis, which is a combination of two cones directed by their vertices in opposite directions. The lower conical part of the chamber ends with a recirculation channel. Dusty gas is introduced into the cylindrical part of the chamber through the tangential nozzle [1]
The disadvantage of this dust collector is the design of the gas supply chamber, in which the dusty stream is divided into two main and additional. The main flow swirls around the upper conical part of the fairing and rises into the venturi for cleaning. The additional flow swirls around the lower part of the fairing, descends down the truncated cone, reaching the recirculation channel, changes its direction to the opposite and merges with the main flow. The speed of the main stream is significantly reduced at first due to the separation of the additional stream. Then, a decrease in the flow rate occurs due to the connection of a weakened additional flow to it. In this dust collector, the cleaning efficiency depends on the speed of the gas flow in the chamber in front of the venturi, therefore, the weakening of this speed leads to a decrease in the degree of gas purification. The disadvantage of the dust collector is also that it has unreasonably large dimensions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является пылеуловитель, содержащий сепарационную камеру в виде спирального газохода, витки которого расположены вплотную друг к другу, образуя в центре полость, снизу которой размещен лопастной завихритель, а вверху-осевой выхлопной патрубок, и расположенный под газоходом бункер [2]
Однако это устройство имеет следующие недостатки. Выход запыленного газа в спиральную сепарационную камеру происходит на максимальном радиусе, и закрутка потока газа идет от периферии к центру камеры. Так как силы инерции, приложенные к твердым частицам запыленного газа, определяются по формуле Р= -m ω²r, где m масса твердой частицы; ω угловая скорость, r радиус вращения, то по мере движения твердой частицы от периферии к центру уменьшением радиуса кривизны уменьшается и сила инерции. Мелкие частицы, имея малые силы инерции, вообще могут не отделяться, а уноситься потоком газа в атмосферу. Нет разделения твердых частиц по фракциям. Конфузор, расположенный над пылесборником, увеличивает скорость течения газа (создает тягу), что способствует засасыванию части пыли из пылесборника и выбросу ее в атмосферу, снижая тем самым степень очистки газа.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a dust collector containing a separation chamber in the form of a spiral gas duct, the turns of which are located close to each other, forming a cavity in the center, below which there is a blade swirler, and at the top-axial exhaust pipe, and located under flue silo [2]
However, this device has the following disadvantages. The exit of dusty gas into the spiral separation chamber occurs at the maximum radius, and the gas flow swirls from the periphery to the center of the chamber. Since the inertia forces applied to the solid particles of the dusty gas are determined by the formula P = -m ω ² r, where m is the mass of the solid particle; ω is the angular velocity, r is the radius of rotation, then as the solid particle moves from the periphery to the center, the inertia force decreases as the radius of curvature decreases. Small particles, having small inertia forces, can generally not be separated, but carried away by the gas flow into the atmosphere. There is no separation of solid particles into fractions. The confuser located above the dust collector increases the gas flow rate (creates draft), which contributes to the suction of part of the dust from the dust collector and its release into the atmosphere, thereby reducing the degree of gas purification.

Целью изобретения является повышение степени отделения пыли и отвода ее по фракциям. The aim of the invention is to increase the degree of separation of dust and its removal into fractions.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном пылеуловителе, содержащем сепарационную камеру в виде спирального газохода, витки которого расположены вплотную друг к другу, образуя в центре полость, снизу которой размещен лопастной завихритель, а вверху осевой выхлопной патрубок, пылеотводы, имеющиеся по всей длине газохода и расположенный под газоходом бункер, витки газохода расположены один над другим по образующей конуса, а пылеотводы выполнены в виде окон в наружной стенке газохода и снабжены продольными карманами, имеющими на нижних концах пылегрузочные устройства, завихритель снабжен центральным полым телом в виде обратного усеченного конуса с открытым нижним основанием и имеющим на наружной поверхности лопасти, расположенные по ходу вращения газового потока, а также отверстия в боковой поверхности, размещенные в шахматном порядке и снабженные отогнутыми по ходу вращения газового потока наружу козырьками. The essence of the invention lies in the fact that in the known dust collector containing a separation chamber in the form of a spiral gas duct, the turns of which are located close to each other, forming a cavity in the center, a blade swirler is placed at the bottom, and dust exhaust pipes are available along the entire length at the top of the axial exhaust pipe the flue and the hopper located under the flue, the coils of the flue are arranged one above the other along the generatrix of the cone, and the dust extraction is made in the form of windows in the outer wall of the flue and equipped with longitudinal pockets having and at the lower ends of the dust-loading devices, the swirl is provided with a central hollow body in the form of a reverse truncated cone with an open lower base and having blades on the outer surface located along the gas flow, as well as holes in the side surface staggered and bent the rotation of the gas stream outward visors.

Выполнение сепарационной камеры и входного патрубка запыленного газа изолированно от выхлопной трубы чистого газа не позволяет смешиваться потокам частого и запыленного газа. Выполнение сепарационной камеры в виде газохода, уложенного по спирали, снабженного наружными продольными карманами различной длины, и завихрителя в виде обратного усеченного конуса, снабженного по наружной поверхности лопастями, расположенными по ходу вращения газового потока, и отверстиями, размещенными в шахматном порядке, снабженными козырьками, отогнутыми по ходу вращения газового потока наружу от конической поверхности и образующими входные каналы во внутреннюю полость усеченного конуса, обеспечивает в различных частях завихрителя различным по массе твердым частицам запыленного газа получение необходимых центробежных сил инерции, позволяющим отбрасывать их к периферийным областям завихрителя, и попадание их в различные емкости для сбора этих твердых частиц, что и позволяет реализовать поставленную цель. The implementation of the separation chamber and the inlet pipe of the dusty gas in isolation from the exhaust pipe of pure gas does not allow the flow of frequent and dusty gas to mix. The implementation of the separation chamber in the form of a duct laid in a spiral, equipped with external longitudinal pockets of various lengths, and a swirler in the form of a reverse truncated cone, equipped on the outer surface with blades located in the direction of rotation of the gas stream, and holes staggered, equipped with visors, bent along the gas flow outward from the conical surface and forming input channels into the inner cavity of the truncated cone, provides in different parts of the vortex It is possible to obtain the necessary centrifugal inertia forces, which allow them to be discarded to the peripheral regions of the swirler, and to hit them in various containers to collect these solid particles, which allows us to achieve our goal.

На фиг. 1 изображен вихревой пылеуловитель, общий вид; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 пылеуловитель, продольный разрез; на фиг. 4 вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 узел Iна фиг. 3; на фиг. 6 сечение В-В на фиг. 5. In FIG. 1 shows a vortex dust collector, General view; in FIG. 2, view A in FIG. 1; in FIG. 3 dust collector, longitudinal section; in FIG. 4 view B in FIG. 3; in FIG. 5 node I in FIG. 3; in FIG. 6, section BB in FIG. 5.

Пылеуловитель содержит вихревую сепарационную камеру 1, выполненную в виде усеченного конуса, образованного газоходом, витки которого уложены по спирали один над другим, опирающегося на цилиндрический участок 2. В нижней части пылеуловителя установлен бункер 3 с разгрузочным устройством 4, а в верхней части входной патрубок 5 запыленного газа и осевой выхлопной патрубок 6 чистого газа. Снаружи камера 1 снабжена продольными карманами 7-9 различной длины с разгрузочными устройствами, примыкающими к разгрузочному устройству 4. В наружной стенке газохода камеры 1 имеются окна 10-12, соединяющие ее с карманами 7-9. Внутри камеры 1 расположены крестовины 13, 14, между которыми размещен завихритель, представляющий собой центральное полое тело в виде обратного усеченного конуса 15 с открытым нижним основанием 16. На наружной поверхности конуса 15 имеются лопасти 17, расположенные по ходу вращения газового потока, а также выполнены отверстия 18, размещенные в шахматном порядке и снабженные отогнутыми по ходу вращения газового потока наружу козырьками 19. The dust collector contains a vortex separation chamber 1 made in the form of a truncated cone formed by a gas duct, the turns of which are laid in a spiral one above the other, resting on a cylindrical section 2. A hopper 3 with a discharge device 4 is installed in the lower part of the dust collector, and the inlet pipe 5 in the upper part dusty gas and axial exhaust pipe 6 clean gas. Outside, the chamber 1 is equipped with longitudinal pockets 7-9 of various lengths with unloading devices adjacent to the unloading device 4. In the outer wall of the gas duct of the chamber 1 there are windows 10-12 connecting it to the pockets 7-9. Crosses 13, 14 are located inside the chamber 1, between which a swirler is placed, which is a central hollow body in the form of a reverse truncated cone 15 with an open lower base 16. On the outer surface of the cone 15 there are blades 17 located along the gas flow, and also made holes 18, placed in a checkerboard pattern and equipped with visors 19 bent away from the gas flow outward.

Пылеуловитель работает следующим образом. The dust collector operates as follows.

Поток запыленного газа за счет разрежения, создаваемого за выхлопной трубой 6 главной вентиляторной установкой (не показана), подается в тангенциальный входной патрубок 5, а затем в вихревую камеру 1, в которой газовый поток закручивается. На твердые частицы пыли, находящиеся в очищаемом газе, будут действовать центробежные силы инерции, величина которых определяется выражением

= -m

r=-m

, где m масса твердой частицы; ω угловая скорость вращения газового потока; r радиус кривизны среднего сечения витка газохода, образующего вихревую камеру; а вектор центростремительного ускорения, приложенного к каждой твердой частице. Под действием центробежных сил инерции твердые частицы будут перемещаться к периферийным областям вихревой камеры, причем, чем больше масса частицы, тем раньше она приобретет необходимую силу инерции, способную доставить ее к наружной стенке камеры. Поэтому самые крупные частицы раньше оказываются у наружной поверхности вихревой камеры и через окна 10 попадают в продольный карман 7 и под действием гравитационных сил перемещаются к его разгрузочному устройству. Так как радиус витков вихревой камеры по мере прохождения по ней запыленного газа все время увеличивается, то непрерывно будет увеличиваться и вектор ускорения, приложенный к каждой частице. Более мелкие частицы позже приобретут необходимую центробежную силу инерции и поэтому они окажутся у периферийной части вихревой камеры позже и попадут в окна 11, а затем в продольный карман 8, а по нему к своему разгрузочному устройству.The flow of dusty gas due to the vacuum created behind the exhaust pipe 6 of the main fan unit (not shown) is supplied to the tangential inlet pipe 5, and then into the vortex chamber 1, in which the gas flow is swirled. The dust particles in the gas being cleaned will be affected by centrifugal inertia forces, the value of which is determined by the expression

= -m

r = -m

where m is the mass of the solid particle; ω angular velocity of rotation of the gas stream; r is the radius of curvature of the middle section of the flue coil forming a vortex chamber; and the centripetal acceleration vector applied to each solid particle. Under the action of centrifugal inertia forces, solid particles will move to the peripheral regions of the vortex chamber, and the larger the mass of the particle, the sooner it will acquire the necessary inertia force that can deliver it to the outer wall of the chamber. Therefore, the largest particles used to be at the outer surface of the vortex chamber and through the windows 10 fall into the longitudinal pocket 7 and under the influence of gravitational forces move to its unloading device. Since the radius of the turns of the vortex chamber as the dusty gas passes through it increases all the time, the acceleration vector applied to each particle will also continuously increase. Smaller particles will later acquire the necessary centrifugal inertia force and therefore they will be at the peripheral part of the vortex chamber later and fall into the windows 11, and then into the longitudinal pocket 8, and through it to their unloading device.

Частицы с еще меньшей массой необходимую силу инерции приобретут в конце вихревой камеры, где радиус кривизны максимальный. Они попадут через окна 12 в карман 9, а по нему к своему разгрузочному устройству. Particles with an even smaller mass will acquire the necessary inertia force at the end of the vortex chamber, where the radius of curvature is maximum. They will get through windows 12 into pocket 9, and through it to their unloading device.

После вихревой камеры практически очищенный газ поступает в цилиндрический участок 2 пылеуловителя с резко увеличенным объемом. Газ мгновенно теряет скорость и под действием гравитационных сил оставшиеся твердые частицы падают в бункер 3, а из него перемещаются в свое разгрузочное устройство 4. After the vortex chamber, practically purified gas enters the cylindrical section 2 of the dust collector with a sharply increased volume. Gas instantly loses speed and under the influence of gravitational forces, the remaining solid particles fall into the hopper 3, and from it move to its unloading device 4.

Затем газ поступает на завихритель, вторично разгоняется и все, возможно оставшиеся, частицы пыли либо отбрасываются по лопастям 17 к внутренней стенке камеры 1 и падают в бункер 4, либо, перемещаясь вдоль конуса 15, ударяются o козырьки 19 и через отверстия 18 попадают внутрь конуса 15, а из него через отверстие 16 также в бункер 4. Then the gas enters the swirl, is accelerated a second time, and all the remaining dust particles are either thrown away through the blades 17 to the inner wall of the chamber 1 and fall into the hopper 4, or, moving along the cone 15, hit the visors 19 and through the holes 18 enter the cone 15, and from it through the hole 16 also into the hopper 4.

Таким образом, вихревой пылеуловитель имеет четыре разгрузочных устройства, в которых размещены различные фракции твердых частиц, автоматически рапортированных во время очистки запыленного газа. Thus, the vortex dust collector has four discharge devices, in which various fractions of solid particles are placed, which are automatically reported during the cleaning of dusty gas.

Claims

A dust collector containing a separation chamber in the form of a spiral gas duct, the turns of which are located close to each other, forming a cavity in the center of which a blade swirler is located below, and an axial exhaust pipe at the top, dust extractors along the entire length of the gas duct and a hopper located under the gas duct the fact that, in order to increase the degree of separation of dust and its removal into fractions, the coils of the flue are located one above the other along the generatrix of the cone, and the dust extraction is made in the form of windows in the outer wall of the flue longitudinal pockets with dust discharge devices at the lower ends, the swirl is equipped with a central hollow body in the form of a reverse truncated cone with an open lower base and holes in the side surface, staggered and equipped with visors bent along the gas flow outward, while the swirl blades are installed on the outer surface of the central body along the rotation of the gas stream.