RU2060833C1

RU2060833C1 - Inertial filter-separator

Info

Publication number: RU2060833C1
Application number: RU92016085A
Authority: RU
Inventors: Юрий Владимирович Богданов; Анатолий Васильевич Тананаев; Михаил Петрович Хромушин; Валерий Сергеевич Шмаров
Original assignee: Юрий Владимирович Богданов; Анатолий Васильевич Тананаев; Михаил Петрович Хромушин; Валерий Сергеевич Шмаров
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: removal of dust-like particles from flow of gas in various branches of industry. SUBSTANCE: inlet of split flow is made in the form of tangential branch pipe. Space of hopper-dust collector has spiral passage of rectangular section formed by row of plates with cylindrical surfaces mounted along generatrix of passage with curvature radius diminishing along flow so that edge of next plate is displaced to center of spiral forming dust-removing slot with edge of previous plate. Spiral passage has cross- section diminishing downstream, dust-removing slots are made for control of their height which also diminishe downstream. Space of hopper-dust collector communicates with outlet turn of passage through hole in butt wall of passage placed in opposition along axis of spiral of outlet branch pipe, coaxially to it. Several discharge slots are arranged in first turn of spiral passage in addition. Outlet edge of last downstream plate is bevelled to axis of spiral. EFFECT: improved functional efficiency. 3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для выделения пылевидных частиц из потока газа и может быть использовано в различных отраслях промышленности. The invention relates to a device for separating dust particles from a gas stream and can be used in various industries.

Известен центробежный сепаратор, содержащий размещенную в бункере-пылесборнике сепарационную камеру, образованную двумя полуцилиндрическими поверхностями различного радиуса, а также тангенциальный входной и расположенный вдоль оси камеры выходной патрубки [1]
К недостаткам известного устройства следует отнести низкую степень очистки газов, поскольку для захвата тонкодисперсных фракций сепарационный угол недостаточен, что снижает эффективность процесса очистки. Кроме того, движение газа, поступающего по тангенциальному входному патрубку на пути к сепарационной камере, создает повышенное сопротивление, повышающее энергозатраты и ограничивающее производительность центробежного сепаратора.Known centrifugal separator containing a separation chamber located in the dust bin, formed by two semi-cylindrical surfaces of different radii, as well as a tangential inlet and an outlet pipe located along the axis of the chamber [1]
The disadvantages of the known device include a low degree of gas purification, since the separation angle is insufficient to capture finely dispersed fractions, which reduces the efficiency of the cleaning process. In addition, the movement of gas entering the tangential inlet on the way to the separation chamber creates increased resistance, which increases energy consumption and limits the performance of the centrifugal separator.

Известен центробежный сепаратор, содержащий размещенный в полости бункера-пылесборника спиральный канал прямоугольного сечения, образованный рядом полуцилиндрических поверхностей с убывающим радиусом кривизны, смещенными относительно друг друга на высоту пылеотводящей щели, а также тангенциальный входной и расположенный вдоль оси спирали выходной патрубки [2]
Недостатком этого устройства, выбранного в качестве прототипа, является низкая степень очистки газов различного происхождения, поскольку постоянное сечение пылеотводящих щелей плохо согласуется с характером включений очищаемого газа (размер частиц, их плотность, влажность, концентрация и пр.), что существенно ограничивает сферу использования устройства.Known centrifugal separator containing a spiral channel of rectangular cross section located in the cavity of the dust bin is formed by a series of semi-cylindrical surfaces with a decreasing radius of curvature displaced relative to each other by the height of the dust extraction gap, as well as a tangential inlet and outlet pipe located along the axis of the spiral [2]
The disadvantage of this device, selected as a prototype, is the low degree of purification of gases of various origins, since the constant cross-section of the dust extraction slots does not agree well with the nature of the inclusions of the gas being cleaned (particle size, density, humidity, concentration, etc.), which significantly limits the scope of use of the device .

Основным недостатком известной конструкции является избыточное перетекание части потока как через разгрузочный канал, соединяющий полость бункера с входным патрубком, так и через пылеотводящие щели, высота которых выполнена постоянной, вследствие чего при очистке газа с менее дисперсной фракцией имеет место большая степень перетекания газа. В обоих случаях наблюдается снижение эффективности процесса очистки. The main disadvantage of the known construction is the excessive flow of a part of the flow both through the discharge channel connecting the hopper cavity with the inlet pipe and through dust extraction slots, the height of which is constant, as a result of which a greater degree of gas flow occurs when cleaning gas with a less dispersed fraction. In both cases, there is a decrease in the efficiency of the cleaning process.

Кроме того, к конструктивным недостаткам известного устройства следует отнести повышенный абразивный износ стенок канала, что связано с неоптимальным количеством пылеотводящих щелей. Наконец, принцип очистки газов, основанный на эффекте многократной центробежной фильтрации, предполагает высокие скорости потока, и вследствие этого большое гидросопротивление на оси спирального канала в выходном патрубке. Все это существенно снижает как возможности использования известного устройства для запыленных газов различного происхождения, так и эффективность процесса очистки. In addition, the structural disadvantages of the known device include increased abrasive wear of the walls of the channel, which is associated with a suboptimal amount of dust extraction slots. Finally, the principle of gas purification, based on the effect of multiple centrifugal filtration, assumes high flow rates, and as a result of this, a large hydraulic resistance on the axis of the spiral channel in the outlet pipe. All this significantly reduces both the possibility of using the known device for dusty gases of various origins, and the efficiency of the cleaning process.

Изобретение отличается от известного тем, что в инерционном фильтре-сепараторе, содержащем размещенный в полости бункера-пылесборника спиральный канал прямоугольного сечения, образованный рядом установленных вдоль образующей канала пластин с цилиндрической поверхностью убывающего по ходу потока радиуса кривизны так, что кромка последующей по ходу потока пластины смещена к центру спирали, образуя с кромкой предыдущей пластины пылеотводную щель, тангенциальный входной патрубок и расположенный по оси спирали выходной патрубок, спиральный канал выполнен с уменьшающимся по ходу потока поперечным сечением, щели выполнены с возможностью регулирования их высоты, уменьшающейся по ходу потока, и полость бункера-пылесборника сообщена с выходным витком канала через отверстие в торцовой стенке канала напротив выходного патрубка соосно ему. The invention differs from the known one in that in an inertial filter-separator containing a spiral channel of rectangular section located in the cavity of the dust bin is formed by a series of plates installed along the channel generatrix with a cylindrical surface of a radius of curvature decreasing along the stream so that the edge of the plate following the stream is shifted to the center of the spiral, forming a dust extraction gap with the edge of the previous plate, a tangential inlet pipe and an outlet pipe located along the axis of the spiral, the spiral The channel is made with a cross section decreasing along the flow, the slots are made with the possibility of controlling their height decreasing along the flow, and the cavity of the dust bin is connected to the output coil of the channel through an opening in the end wall of the channel opposite to the outlet pipe.

Кроме того, на первом витке спирального канала расположено несколько пылеотводных щелей. In addition, several dust extraction slots are located on the first turn of the spiral channel.

Кроме того, выходная кромка последней по ходу потока пластины выполнена под углом к оси спирали. In addition, the output edge of the latter along the flow of the plate is made at an angle to the axis of the spiral.

Таким образом, в окрестности пылеотводящих щелей из-за ряда гидродинамических явлений (образование пограничных слоев, отрыв потока на кромках цилиндрических поверхностей, гидравлические потери по длине канала) происходит снижение скорости части газопылевого потока, поступаемой через щель на предыдущий участок спирального канала. Это снижение скорости потока ухудшает сепарационные свойства устройства. Для компенсирования этой потери скорости потока спиральный сепарационный канал выполняют с уменьшающимся по ходу потока поперечным сечением, т.е. с конфузорностью. Таким образом, решается проблема качества очистки при многократной фильтрации путем сохранения на всей длине спирального канала высоких скоростей потока. Thus, in the vicinity of dust extraction slots, due to a number of hydrodynamic phenomena (the formation of boundary layers, flow separation at the edges of cylindrical surfaces, hydraulic losses along the length of the channel), a decrease in the velocity of a portion of the gas and dust flow entering through the slot to the previous section of the spiral channel. This decrease in flow rate affects the separation properties of the device. To compensate for this loss in flow velocity, the spiral separation channel is made with a cross section decreasing along the flow, i.e. with confusion. Thus, the problem of cleaning quality during multiple filtration is solved by maintaining high flow rates along the entire length of the spiral channel.

Однако при этом возникает противоречие: для качественной очистки нужны высокие скорости, но высокие скорости потока создают повышенное завихрение на выходе, проявляющееся в гидросопротивлении и снижении эффективности очистки. Это противоречие частично преодолевается тем, что полость бункера сообщена с центральной частью спирального канала. Действительно, такая разгрузка полости бункера в отличие от прототипа уменьшает избыточное перетекание части потока, повышая сепарационный эффект. Сообщение полости бункера с центральной частью спирального канала позволяет существенно уменьшить гидропотери на выходе без ухудшения сепарационных свойств. Это объясняется тем, что избыточным давлением газа в бункере "разбавляется" зона интенсивных вихрей и разрежений, чем и достигается снижение гидросопротивлений в центральной зоне спирального канала. However, this leads to a contradiction: high-quality cleaning requires high speeds, but high flow rates create increased turbulence at the outlet, which manifests itself in hydraulic resistance and a decrease in cleaning efficiency. This contradiction is partially overcome by the fact that the bunker cavity is in communication with the central part of the spiral channel. Indeed, such unloading of the bunker cavity, in contrast to the prototype, reduces the excess flow of part of the stream, increasing the separation effect. The communication of the cavity of the hopper with the Central part of the spiral channel can significantly reduce water loss at the outlet without compromising separation properties. This is explained by the fact that the zone of intense vortices and rarefactions “dilutes” the excess gas pressure in the bunker, thereby achieving a reduction in hydraulic resistance in the central zone of the spiral channel.

Таким образом, сообщение полости бункера с центральной частью спирального канала и выполнение этого канала с уменьшающимся по ходу потока сечением позволяет повысить сепарационный эффект с одновременным существенным снижением гидросопротивления, в целом повышая эффективность процесса очистки в заявленном устройстве. Thus, the communication of the cavity of the hopper with the Central part of the spiral channel and the implementation of this channel with decreasing cross-sectional flow allows you to increase the separation effect while at the same time significantly reducing the hydraulic resistance, generally increasing the efficiency of the cleaning process in the claimed device.

Необходимо отметить, что с уменьшением размера щели уменьшается доля рециркулирующего в сепараторе расхода, и соответственно снижаются гидропотери, что приводит к росту рабочего расхода на входе в устройство и к улучшению фильтрующих свойств. Однако, существует определенный размер щели, соответствующий входной концентрации и дисперсному составу, меньше которого эффективность очистки резко снижается. Для выбора оптимального размера щели их выполняют с возможностью изменения их высоты, поскольку именно динамичная конструкция может соответствовать широкому диапазону промышленных очищаемых газов. Такое регулирование проходного сечения щели путем изменения эксцентриситета позволяет не только настраивать фильтр-сепаратор на определенный режим работы в соответствии с характером включений в очищаемом газе, но и в режиме непосредственной очистки газа изменять сечение щелей в зависимости, например, от концентрации взвеси в периодических по времени выбросах, которые могут иметь место в нестационарных тенологических процессах. It should be noted that with a decrease in the size of the slit, the proportion of the recirculated flow rate in the separator decreases, and accordingly the water losses decrease, which leads to an increase in the working flow rate at the device inlet and to an improvement in filtering properties. However, there is a certain gap size corresponding to the input concentration and dispersed composition, less than which the cleaning efficiency decreases sharply. To select the optimal size of the gap, they are made with the possibility of changing their height, since it is a dynamic design that can correspond to a wide range of industrial cleaned gases. Such a regulation of the slit cross section by changing the eccentricity allows not only adjusting the filter separator to a certain operating mode in accordance with the nature of the inclusions in the gas being cleaned, but also in the direct gas purification mode, changing the slit cross section depending, for example, on the suspension concentration in time-periodic emissions that may occur in non-stationary tenological processes.

Таким образом, выбор оптимального размера пылеотводящей щели позволяет с минимальными потерями вести процесс очистки промышленных газов с различными включениями, чем существенно расширяется область использования предлагаемого устройства. Thus, the choice of the optimal size of the dust extraction gap allows with minimal losses to conduct the process of purification of industrial gases with various inclusions, which significantly expands the scope of use of the proposed device.

Известная конструкция устройства выполнена таким образом, что по мере движения потока по спиральной сепарационной камере с обратными связями происходит последовательная сепарация взвеси и, следовательно, снижение концентрации. При этом степени отделения фракций по ходу движения потока в спиральном канале должны соответствовать и размеры щелей, поскольку в противном случае при равном проходном сечении всех щелей спирального канала невозможно предотвратить избыточное перетекание газа и зацикливание определенной фракции взвеси особенно на цилиндрических поверхностях канала с малым радиусом. Поэтому для снижения гидравлических потерь и повышения эффективности очистки предусматривается последовательное уменьшение площади пылевыводящих щелей. Такое выполнение щелей хорошо согласуется с конфузорностью спирального канала, обеспечивая повышение сепарационного эффекта с одновременным снижением гидропотерь. The known design of the device is made in such a way that, as the flow moves through the spiral separation chamber with feedback, sequential separation of the suspension occurs and, consequently, a decrease in concentration. At the same time, the degree of separation of the fractions along the flow in the spiral channel must also correspond to the dimensions of the slits, since otherwise, with an equal passage section of all the slits of the spiral channel, it is impossible to prevent excessive gas flow and the cycling of a certain suspension fraction especially on cylindrical surfaces of the channel with a small radius. Therefore, to reduce hydraulic losses and increase cleaning efficiency, a sequential decrease in the area of dust-removing slots is provided. This embodiment of the slots is in good agreement with the confusion of the spiral channel, providing an increase in the separation effect with a simultaneous decrease in water losses.

Кроме того, предлагаемые признаки находятся в тесном взаимодействии. Повышение скорости потока улучшает качество пылеотделения, но одновременно с этим повышается и гидравлическое сопротивление. Поэтому выполнение спирального канала с уменьшающимся по ходу потока поперечным сечением способствуют повышению скорости потока и сопровождается повышением сопротивления. Кроме того, для качественного пылеотделения выбор оптимального размера щели определяется не только уменьшением гидросопротивления и увеличением скорости, но и дополнительными факторами (величина концентрации примеси на входе, ее дисперсный состав). Сообщение центральной части спирального канала с полостью бункера позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление не только за счет уменьшения рециркуляции потока на входе, но и путем восстановления давления среды на выходе. Таким образом, возникает возможность решить задачу оптимизации процесса пылеотделения. In addition, the proposed features are in close interaction. Increasing the flow rate improves the quality of dust separation, but at the same time, the hydraulic resistance also increases. Therefore, the implementation of a spiral channel with a decreasing cross section of the flow contributes to an increase in flow rate and is accompanied by an increase in resistance. In addition, for high-quality dust separation, the choice of the optimal gap size is determined not only by a decrease in hydraulic resistance and an increase in speed, but also by additional factors (the value of the impurity concentration at the inlet, its dispersed composition). The communication of the central part of the spiral channel with the cavity of the hopper allows reducing the hydraulic resistance not only by reducing the recirculation of the flow at the inlet, but also by restoring the pressure of the medium at the outlet. Thus, it becomes possible to solve the problem of optimizing the dust separation process.

Проведенные эксперименты подтвердили, что повышение гидравлического сопротивления при увеличении скорости потока в полной мере компенсируется сообщением полости бункера с центральной частью канала, таким образом, одновременное использование указанных признаков позволяет повысить качество сепарации при существенном снижении гидропотерь. The experiments confirmed that the increase in hydraulic resistance with increasing flow rate is fully compensated by the communication of the bunker cavity with the central part of the channel, thus, the simultaneous use of these signs can improve the quality of separation with a significant reduction in water losses.

Кроме того, на цилиндрической поверхности первого витка спирального сепарационного канала расположено несколько пылеотводящих щелей. При этом выбор их конструктивного размещения будет определяться характером включений в очищаемом газе. Поскольку реальные загрязненные потоки полидисперсны и имеют распределение концентрации примеси по сечению канала, отличающееся от дельта-функции, то для конкретного сепаратора и фильтруемой среды существует соответствующий набор сепарационных углов. Размещение для наиболее крупной фракции нескольких выходов в бункер в диапазоне углов сепарации 0< Φ<π существенно улучшает дальнейшую сепарацию (чем тоньше пыль, тем легче она слипается) и снижает абразивный износ (присущий именно для крупной фракции) внутренней поверхности стенки канала. In addition, several dust extraction slots are located on the cylindrical surface of the first coil of the spiral separation channel. In this case, the choice of their constructive placement will be determined by the nature of the inclusions in the gas being cleaned. Since real contaminated streams are polydisperse and have an impurity concentration distribution over the channel cross section that differs from the delta function, for a particular separator and filtered medium there is an appropriate set of separation angles. Placing several exits to the hopper for the largest fraction in the range of separation angles 0 <Φ <π significantly improves further separation (the finer the dust, the easier it sticks together) and reduces abrasive wear (inherent specifically for the large fraction) of the inner surface of the channel wall.

Кроме того, выходная кромка последней по ходу потока канала цилиндрической поверхности выполнена под углом к оси спирали, что позволяет незначительным конструктивным изменением снизить завихрения в центральной зоне спирального канала. Действительно, при таком выполнении кромки срывающиеся с нее с большой скоростью потоки будут разнесены в пространстве, т.е. переход потоков с вращательного движения в осевое поступательное будет происходить не вдоль оси спирального канала одновременно, а под углом к ней. Таким образом, именно сама скошенная кромка будет облегчать этот переход, существенно снижая при этом гидравлические потери на поворот вращающегося потока. In addition, the output edge of the last cylindrical surface along the channel flow is made at an angle to the axis of the spiral, which allows a slight structural change to reduce turbulence in the central zone of the spiral channel. Indeed, with such an implementation of the edge, the streams tearing away from it at a high speed will be spaced in space, i.e. the transition of flows from rotational to axial translational motion will occur not along the axis of the spiral channel at the same time, but at an angle to it. Thus, it is the beveled edge itself that will facilitate this transition, while significantly reducing hydraulic losses due to rotation of the rotating flow.

На фиг. 1 показан общий вид инерционного фильтра-сепаратора; на фиг. 2 разрез устройства; на фиг.3 зависимость гидравлического сопротивления устройства при изменении площади пылеотводящих щелей; на фиг.4 зависимость поля тангенциальной скорости в спиральном канале при изменении площади канала; на фиг. 5 то же при регенерации давления; на фиг.6 расположение выходной кромки последней по ходу потока пластины; на фиг.7 то же, вид сверху. In FIG. 1 shows a general view of an inertial filter separator; in FIG. 2 section of the device; figure 3 the dependence of the hydraulic resistance of the device when changing the area of the dust extraction slots; figure 4 the dependence of the tangential velocity field in a spiral channel when changing the area of the channel; in FIG. 5 the same with pressure regeneration; in Fig.6 the location of the output edge of the latter along the flow of the plate; Fig.7 is the same, top view.

Фильтр-сепаратор содержит тангенциальный входной патрубок 1 (фиг.1), расположенный вдоль оси спирали выходной осесимметричный патрубок 10, пылесборный бункер 4, трубопровод 11, соединяющий полость бункера 4 с выходным витком спирального канала через отверстие 12 (фиг.2) в торцовой стенке канала напротив выходного патрубка 10 соосно ему. Область потока фильтра сепаратора представляет собой спиральный канал прямоугольного сечения, образованный рядом установленных вдоль образующей канала пластин 2 и 3 с цилиндрической поверхностью убывающего по ходу потока радиуса кривизны. Поверхности 3 смещены относительно поверхностей 2 к центру спирали на высоту пылеотводящих щелей 5, оптимальный размер которых устанавливается при помощи регуляторов 13 с резьбовой тягой. На границе спирального канала с бункером 4 расположено несколько пылеотводящих щелей 6. Выходная кромка 14 последней по ходу потока пластины 2 (фиг.6) выполнена под углом к оси спирали таким образом, что длина дуги торца пластины ближайшего к выходному патрубку 10 больше, чем с противоположной стороны. The filter separator contains a tangential inlet pipe 1 (Fig. 1), an axisymmetric outlet pipe 10 located along the axis of the spiral, a dust collecting hopper 4, a pipe 11 connecting the cavity of the hopper 4 with the outlet coil of the spiral channel through the hole 12 (Fig. 2) in the end wall channel opposite the outlet pipe 10 aligned with it. The separator filter flow region is a spiral channel of rectangular cross section, formed by a number of plates 2 and 3 installed along the channel generatrix with a cylindrical surface of a radius of curvature decreasing along the stream. Surfaces 3 are displaced relative to surfaces 2 to the center of the spiral to the height of the dust extraction slots 5, the optimal size of which is set using the adjusters 13 with a threaded rod. At the boundary of the spiral channel with the hopper 4 there are several dust extraction slots 6. The output edge 14 of the last plate 2 in the direction of flow (FIG. 6) is made at an angle to the axis of the spiral so that the arc length of the plate end face closest to the output pipe 10 is longer than with opposite side.

Приняты следующие обозначения: Φ угол сепарации;

безразмерная тангенциальная составляющая скорости потока;

безразмерная радиальная координата; ζ гидравлическое сопротивление;

безразмерная высота щели; r текущая радиальная координата; α угол между осью спирали и выходной кромкой последней по ходу потока пластины.The following notation is accepted: Φ separation angle;

dimensionless tangential component of the flow velocity;

dimensionless radial coordinate; ζ hydraulic resistance;

dimensionless gap height; r current radial coordinate; α is the angle between the axis of the spiral and the outlet edge of the latter along the plate flow.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Фильтруемая среда с примесью по тангенциальному входному патрубку 1 подается в сепарационный спиральный канал. Частицы более высокой плотности, чем плотность среды, двигаясь по соответствующим их размерам криволинейным траекториям, смещаются к внешней границе каждого канала и возвращаются через щели 5 в предыдущий участок канала. Из первого по движению среды участка канала примесь с частью расхода потока поступает в бункер 4 (фиг.2). Поступающая в бункер часть расхода поле выделения и осаждения из нее примесей под действием избыточного давления возвращается через трубопровод 11 в центральную зону сепарационного канала, что обеспечивает восстановление уровня давлений в зоне и уменьшение интенсивности вихрей, снижая гидросопротивление именно в центральной зоне спирального канала. В предлагаемом устройстве сформированы условия, когда вновь поступающие на сепарацию частицы взаимодействуют с концентрированными слоями примеси, возвращаемой из предыдущего участка канала 6, через пылеотводящие щели 5 переходят на траектории с меньшей кривизной и в результате выводятся в бункер 4. Для предотвращения перетекания излишней части потока газа через щели последние выполнены с уменьшающейся по ходу потока высотой. Одновременно с этим сам канал для повышения сепарационного эффекта выполнен конфузорным, т.е. с уменьшающейся по ходу потока площадью поперечного сечения. Регулировка высоты пылеотводящих щелей 5 выполнена таким образом, что цилиндрические поверхности 2 жестко прикреплены к торцовым стенкам аппарата, а торцы поверхностей 3 жестко связаны с пластинами 7, имеющими возможность перемещения (в данном примере в вертикальном направлении) относительно торцовых стенок аппарата. От проушин 9 этих пластин через прорези 8 в стенках аппарат выведены стержни, к которым прикреплены регуляторы 13 с резьбой. Таким образом, в любой требуемый момент процесс очистки может быть скорректирован в зависимости от изменения параметров очищаемой среды. Следует отметить, что заложенная при конструировании высота пылеотводящих щелей уменьшающаяся по ходу потока совместно с их регулировкой в процессе очистки существенно расширяет возможности использования заявляемого устройства. Filtered medium with an admixture of tangential inlet pipe 1 is fed into a separation spiral channel. Particles of a higher density than the density of the medium, moving along their respective sizes in curved paths, are shifted to the outer boundary of each channel and return through slots 5 to the previous section of the channel. From the first channel motion portion of the medium, the admixture with a part of the flow rate enters the hopper 4 (Fig. 2). The field of separation and deposition of impurities entering the bunker under the action of overpressure returns through the pipe 11 to the central zone of the separation channel, which ensures the restoration of the pressure level in the zone and the decrease in the intensity of the vortices, reducing the hydraulic resistance in the central zone of the spiral channel. In the proposed device, conditions are formed when particles newly arriving for separation interact with concentrated layers of impurity returned from the previous section of channel 6, through dust extraction slots 5 go onto trajectories with less curvature and, as a result, are led out to hopper 4. To prevent excess gas from flowing over through the slits, the latter are made with a height decreasing along the flow. At the same time, the channel itself is made confusory to increase the separation effect, i.e. with a decreasing cross-sectional area. The height of the dust extraction slots 5 is adjusted so that the cylindrical surfaces 2 are rigidly attached to the end walls of the apparatus, and the ends of the surfaces 3 are rigidly connected to the plates 7, which can be moved (in this example, in the vertical direction) relative to the end walls of the apparatus. From the eyes 9 of these plates through the slots 8 in the walls of the apparatus, rods are removed to which the threaded regulators 13 are attached. Thus, at any desired moment, the cleaning process can be adjusted depending on changes in the parameters of the medium being cleaned. It should be noted that the height of the dust extraction slots incorporated in the design decreases along the flow along with their adjustment during the cleaning process significantly expands the possibilities of using the inventive device.

Конструкция устройства предусматривает для определенного вида производств (например, среды с грубодисперсной фракцией) проектировать сепараторы с заранее требуемыми характеристиками путем размещения на цилиндрических поверхностях 2 нескольких пылеотводящих щелей 6, которые в случае очистки газов с крупными включениями способны на начальном участке спирального канала 4 выводить их в бункер, тем самым устраняя излишний абразивный износ. Такие щели при необходимости могут быть установлены на поверхностях с любой кривизной с учетом углов сепарации, соответствующих различному фракционному составу включений. The design of the device provides for a certain type of production (for example, a medium with a coarse fraction) to design separators with predetermined characteristics by placing several dust extraction slots 6 on the cylindrical surfaces 2, which, in the case of cleaning gases with large inclusions, are capable of removing them to the initial section of the spiral channel 4 hopper, thereby eliminating excessive abrasive wear. If necessary, such slots can be installed on surfaces with any curvature, taking into account separation angles corresponding to different fractional compositions of inclusions.

П р и м е р. Сепаратор содержит спиральную сепарационную камеру прямоугольного сечения, которое под длине канала уменьшается с поджатием, равным 1, 2, а сама камера содержит спиральный канал с пятью регулируемыми по высоте пылеотводящими щелями. Установочный размер щелей составляет по ходу потока соответственно 49, 39, 31, 25, 20 мм, а возможности регулировки высоты щелей позволяют одновременно увеличивать или уменьшать эти значения на величину ±12 мм. Непосредственно регулировка осуществляется смещением левых спиральных поверхностей 3 (фиг.2) относительно неподвижных правых 2. Соединительный канал 11 сообщает мертвую зону бункера с центральной зоной спирального канала соосно с выходным патрубком: непосредственно при работе регулировка осуществляется выбором оптимальной площади пылеотводящих щелей с учетом минимального гидравлического сопротивления (фиг.3). Эксперименты показали, например, что при изменении площади спирального канала на 11% начиная с сепарационных углов Φ>π тангенциальная составляющая скорости

у прототипа и предлагаемого устройства практически не отличаются (фиг.4), нет различий в скорости и при регенерации давления (фиг.5). Указанные мероприятия позволяют снизить гидравлические потери сепаратора на 30-35% кроме этого повысить эффективность очистки на 10-25% при более широком диапазоне изменения дисперсного состава примеси, одновременно снижая энергозатраты и увеличивая срок эксплуатации фильтра-сепаратора.PRI me R. The separator contains a spiral separation chamber of rectangular cross section, which under the channel length decreases with a preload equal to 1, 2, and the chamber itself contains a spiral channel with five dust-adjustable slots adjustable in height. The installation size of the slots is 49, 39, 31, 25, 20 mm, respectively, along the flow, and the possibility of adjusting the height of the slots allows you to simultaneously increase or decrease these values by ± 12 mm. Direct adjustment is carried out by shifting the left spiral surfaces 3 (Fig. 2) relative to the fixed right 2. The connecting channel 11 communicates the dead zone of the hopper with the central zone of the spiral channel coaxially with the outlet pipe: directly during operation, the adjustment is made by choosing the optimal area of the dust extraction slots taking into account the minimum hydraulic resistance (figure 3). Experiments have shown, for example, that when the spiral channel area is changed by 11% starting from the separation angles Φ> π, the tangential velocity component

the prototype and the proposed device are practically no different (figure 4), there are no differences in speed and pressure regeneration (figure 5). These measures can reduce the hydraulic losses of the separator by 30-35%, in addition to increase the cleaning efficiency by 10-25% with a wider range of variation in the dispersed composition of the impurity, while reducing energy consumption and increasing the life of the filter separator.

Очевидно, что повышение качества очистки может быть достигнуто увеличением числа спиральных каналов и скорости газа в них, увеличением числа дополнительных пылеотводящих щелей с соответствующим сечением и выбором места их установки. Все это позволяет эффективно использовать устройства как по различному функциональному назначению разделение, перемешивание и иная обработка материалов, так и в различных областях промышленности металлургической, химической, строительной, сельском хозяйстве и пр. Obviously, an increase in the quality of cleaning can be achieved by increasing the number of spiral channels and the gas velocity in them, by increasing the number of additional dust extraction slots with a corresponding cross section and by choosing the location of their installation. All this allows you to effectively use the device for various functional purposes, separation, mixing and other processing of materials, and in various fields of industry, metallurgy, chemical, construction, agriculture, etc.

Claims

1. An inertial filter separator containing a spiral channel of rectangular cross-section located in the cavity of the dust collector, formed by a series of plates installed along the channel generatrix with a cylindrical surface of a radius of curvature decreasing along the stream so that the edge of the plate following the stream along the stream is shifted to the center of the spiral, forming with the edge of the previous plate, a dust extraction gap, a tangential inlet pipe and an outlet pipe located along the axis of the spiral, characterized in that the spiral channel is smart Collapsing downstream of cross-slits are adjustable in their height decreasing along the flow, and a cavity-dust collecting hopper communicates with an output coil channel through the opening in the end wall of the channel opposite the outlet coaxially with it.

2. The filter separator according to claim 1, characterized in that on the first turn of the spiral channel there are several dust extraction slots.

3. The filter separator according to claims 1 and 2, characterized in that the output edge of the latter along the plate flow is made at an angle to the axis of the spiral.