RU2146562C1

RU2146562C1 - Swirl dust separator

Info

Publication number: RU2146562C1
Application number: RU98117578A
Authority: RU
Inventors: С.В. Дежуров; В.Б. Жильников; В.М. Полонский; А.Е. Щибраев; Е.В. Щибраев
Original assignee: Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; inertia dry separation of dust in accompanying swirled gas flows. SUBSTANCE: swirled dust separator has cylindrical housing with tangentially installed branch pipe for inlet of secondary gas flow arranged in upper part of housing, vane swirler and axial-flow branch pipe to let out cleaned flow of gas. In lower part of housing branch pipe is provided for inlet of primary dust-laden gas flow, with flow stabilizer, cylindrical fairing, vane swirler, support plate and dust hopper. In proposed separator stabilizing contours of angular conjugations are used, made to contour of lemniscate with conventional radius of minimum curvature not less than 0.1 of diameter of branch pipe through which cleaned gas flow is let out. EFFECT: increased efficiency of dust trapping, prevention of parasitic swirls in separation chamber in secondary gas flow forming area. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам сухой инерционной очистки запыленного газа в спутных закрученных потоках и может быть использовано в любых технологических процессах, сопровождающихся пылевыделением. The invention relates to a device for dry inertial cleaning of dusty gas in spiral swirling flows and can be used in any technological processes accompanied by dust emission.

Известны конструкции устройств сухой инерционной очистки газа во встречных закрученных потоках или вихревых пылеуловителей (ВПУ), включающих цилиндрический корпус, два патрубка для ввода газа (верхний и нижний) с закручивателями потока, патрубок вывода очищенного газа, подпорную (отбойную) шайбу и пылевой бункер (см. Авторское свидетельство СССР N 1524930, кл. B 04 C 3/06, 1989 [1]; Авторское свидетельство СССР N 975097, кл. B 04 C 3/06, 1982 [2]; Авторское свидетельство СССР N 1233948, кл. B 04 C 3/06, 1986 [3]; Авторское свидетельство СССР N 731993, кл. B 01 D 45/12, 1980 [4]; Авторское свидетельство СССР N 1627219, кл. B 01 D 45/12, 1991 [5]). There are known designs of dry inertial gas purification devices in counter swirling flows or vortex dust collectors (VPU), including a cylindrical body, two nozzles for introducing gas (upper and lower) with flow swirls, a nozzle for the outlet of purified gas, a retaining washer and a dust bin ( see USSR Author's Certificate N 1524930, class B 04 C 3/06, 1989 [1]; USSR Author's Certificate N 975097, class B 04 C 3/06, 1982 [2]; USSR Author Certificate N 1233948, class. B 04 C 3/06, 1986 [3]; Copyright certificate of the USSR N 731993, CL B 01 D 45/12, 1980 [4]; Copyright witness USSR USSR N 1627219, class B 01 D 45/12, 1991 [5]).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств, относится то, что для всех перечисленных выше ВПУ характерен единый способ подачи первичного запыленного газа в сепарационную камеру, при котором газ, проходя через изогнутый участок канала, изменяет направление своего движения на 90^o непосредственно перед входом в завихритель. При этом в связи с двухзональным вихреобразованием искажается поле скоростей и, следовательно, поле концентраций. Это искажение сохраняется по форме и в потоке газа, выходящего из завихрителя в камеру сепарации, и является причиной образования паразитарных вихрей, разрушающих стабильность вихреобразования первичного потока запыленного газа. Этот недостаток устранен в прототипе.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using known devices include the fact that for all of the above-mentioned VPUs, there is a common way to supply primary dusty gas to the separation chamber, in which the gas, passing through a curved section of the channel, changes its direction of motion by 90 ^o immediately before entering the swirl. Moreover, in connection with two-zone vortex formation, the velocity field and, therefore, the concentration field are distorted. This distortion is preserved in shape and in the gas stream leaving the swirler in the separation chamber, and is the cause of the formation of parasitic vortices, which destroy the stability of the vortex formation of the primary stream of dusty gas. This disadvantage is eliminated in the prototype.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является сепарационный пылеуловитель, включающий цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальным патрубком для ввода вторичного потока газа, завихрителем и осевым патрубком для вывода очищенного потока газа, а в нижней части патрубком для ввода первичного запыленного потока газа с цилиндрическим обтекателем и лопаточным закручивателем, отбойной шайбой и пылевым бункером (см. Патент РФ N 2090268, кл. B 04 C 3/06, B 01 D 45/12, 1995 [6]), принято за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a separation dust collector comprising a cylindrical body with a tangential nozzle for introducing a secondary gas stream located in the upper part, a swirler and an axial nozzle for discharging the cleaned gas stream, and in the lower part a nozzle for introducing the primary gas stream a dusty gas stream with a cylindrical cowl and a blade swirl, a baffle plate and a dust hopper (see RF Patent N 2090268, CL B 04 C 3/06, B 01 D 45/12, 1995 [ 6]), taken as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что это устройство в зоне формирования вторичного потока имеет неудобообтекаемые тела в виде кромок углов контура, по которому растекается поток. Возникновение всевозможных вихревых образований (как правило, нежелательных) является следствием струйного отрыва турбулентного потока с поверхности неудобообтекаемого тела. Особенно это характерно для начального участка формирования вторичного потока в камере сепарации, сразу после закручивателя. Именно в этой области возможно возникновение возмущений, поскольку здесь наиболее высокие скорости и, следовательно, наиболее ощутимо проявление сопротивления, которое пропорционально динамическому давлению. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the fact that this device in the zone of formation of the secondary stream has uncomfortable bodies in the form of edges of the corners of the contour along which the stream flows. The occurrence of all kinds of vortex formations (usually undesirable) is a consequence of the jet separation of the turbulent flow from the surface of an uncomfortable body. This is especially characteristic of the initial section of the formation of the secondary stream in the separation chamber, immediately after the curler. It is in this area that disturbances can occur, since here the highest speeds and, therefore, the most noticeable manifestation of resistance, which is proportional to the dynamic pressure.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Одной из основных задач при проектировании ВПУ является повышение эффективности очистки за счет снижения уноса пыли с очищенным газом. Унос пыли, в свою очередь, является следствием образования паразитарных вихрей в сепарационной камере. One of the main tasks in the design of VPU is to increase the efficiency of cleaning by reducing the entrainment of dust with purified gas. The ablation of dust, in turn, is a consequence of the formation of parasitic vortices in the separation chamber.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, - повышение эффективности пылеулавливания, как следствие, ликвидации паразитарных вихрей в сепарационной камере. The technical result that can be achieved by carrying out the invention is to increase the efficiency of dust collection, as a result, the elimination of parasitic vortices in the separation chamber.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что
ВПУ, включающий цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальным патрубком для ввода вторичного потока газа, лопаточным завихрителем и осевым патрубком для вывода очищенного потока газа, а в нижней части патрубком для ввода первичного запыленного потока газа со стабилизатором потока, цилиндрическим обтекателем, лопаточным завихрителем, подпорной шайбой и пылевым бункером,
имеет особенность, которая заключается в том, что цилиндрический корпус и патрубок для вывода очищенного потока газа содержат стабилизирующие обводы угловых сопряжений в зоне образования вторичного потока газа, выполненные по контуру лемнискаты с условным радиусом минимальной кривизны не менее 0,1 диаметра патрубка для вывода потока очищенного газа.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that
VPU, including a cylindrical body with a tangential nozzle for introducing a secondary gas stream located in the upper part, a blade swirl and an axial nozzle for outputting a cleaned gas stream, and in the lower part a nozzle for introducing a dusty primary gas stream with a flow stabilizer, cylindrical cowl, blade swirl, retaining washer and dust bin,
has the peculiarity that the cylindrical body and the pipe for the output of the cleaned gas stream contain stabilizing contours of the angular mates in the zone of formation of the secondary gas stream, made along the contour of the lemniscate with a conditional radius of minimum curvature of not less than 0.1 diameter of the pipe for the output of the cleaned gas gas.

Реализация предлагаемых мероприятий позволит устранить неудобообтекаемые поверхности в зоне образования вторичного потока газа путем придания им удобообтекаемой формы. Это позволит стабилизировать поле скоростей во вторичном потоке газа после завихрителя и тем самым избавиться в этой области сепарационной камеры от нежелательных паразитарных вихрей, что приведет к уменьшению уноса пыли с очищенным газом и, следовательно, повысит эффективность пылеулавливания. The implementation of the proposed measures will eliminate inconvenient surfaces in the zone of formation of the secondary gas stream by giving them a streamlined shape. This will make it possible to stabilize the velocity field in the secondary gas stream after the swirler and thereby get rid of unwanted parasitic vortices in this region of the separation chamber, which will lead to a decrease in the entrainment of dust with purified gas and, therefore, will increase the efficiency of dust collection.

На фиг. 1 представлена схема продольного сечения ВПУ; на фиг. 2 - схема стабилизирующего обвода угловых сопряжений. In FIG. 1 shows a diagram of a longitudinal section of a runway; in FIG. 2 is a diagram of a stabilizing contour of angular mates.

ВПУ содержит цилиндрический корпус 1, в верхней части которого находятся стабилизирующие обводы угловых сопряжений 2, выполненные по контуру лемнискаты с условным минимальным радиусом кривизны R, патрубок для вывода очищенного газа 3, имеющий диаметр D, патрубок подвода вторичного потока газа 4, лопаточный завихритель 5. В нижней части цилиндрического корпуса 1 находится коаксиально расположенный цилиндрический обтекатель 6, завихритель первичного потока газа 7, подпорная шайба 8, патрубок первичного потока газа со стабилизатором потока 9 и пылесборный бункер 10. VPU contains a cylindrical body 1, in the upper part of which there are stabilizing contours of angular mates 2, made along the contour of a lemniscate with a conditional minimum radius of curvature R, a pipe for outputting purified gas 3, having a diameter D, a pipe for supplying a secondary gas stream 4, and a blade swirler 5. In the lower part of the cylindrical body 1 there is a coaxially arranged cylindrical fairing 6, a swirl of the primary gas flow 7, a retaining washer 8, a pipe of the primary gas flow with a flow stabilizer 9 and dust bin 10.

Первичный поток газа поступает в сепарационную камеру 1 через патрубок со стабилизатором потока 9 в лопаточный завихритель 7, который формирует в сепарационной камере 1 внутренний восходящий вихревой поток. Сверху поток того же газа направляется через патрубок 4 в лопаточный завихритель 5, где формируется вторичный нисходящий вихревой поток, который поступает в сепарационную камеру 1, проходя при этом через стабилизирующий обвод углового сопряжения 2. При взаимодействии этих циклонируемых в одном направлении потоков газа взвешенные частицы выпадают в пылевой бункер 10 через кольцевой зазор между подпорной шайбой 8 и цилиндрическим корпусом 1, а очищенный газ поступает в выходной патрубок 3, проходя при этом через стабилизирующий обвод углового сопряжения 2. The primary gas stream enters the separation chamber 1 through a nozzle with a flow stabilizer 9 into the blade swirler 7, which forms an internal upward vortex flow in the separation chamber 1. From above, the flow of the same gas is directed through the pipe 4 to the blade vortex 5, where a secondary downward vortex stream is formed, which enters the separation chamber 1, passing through the stabilizing bypass of the angular interface 2. When these gas flows cyclone in the same direction, the suspended particles fall out into the dust bin 10 through an annular gap between the retaining washer 8 and the cylindrical body 1, and the cleaned gas enters the outlet pipe 3, while passing through the stabilizing contour of the corner About pairing 2.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1524930, кл. B 04 C 3/06, 1989.Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR N 1524930, cl. B 04 C 3/06, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР N 975097, кл. B 04 C 3/06, 1982. 2. Copyright certificate of the USSR N 975097, cl. B 04 C 3/06, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР N 1233948, кл. B 04 C 3/06, 1986. 3. Copyright certificate of the USSR N 1233948, cl. B 04 C 3/06, 1986.

4. Авторское свидетельство СССР N 731993, кл. B 01 D 45/12, 1980. 4. Copyright certificate of the USSR N 731993, cl. B 01 D 45/12, 1980.

5. Авторское свидетельство СССР N 1627219, кл. B 01 D 45/12, 1991. 5. Copyright certificate of the USSR N 1627219, cl. B 01 D 45/12, 1991.

6. Патент РФ N 2090268, кл. B 04 C 3/06, В 01 D 45/12, 1995. 6. RF patent N 2090268, cl. B 04 C 3/06, B 01 D 45/12, 1995.

Claims

1. A vortex dust collector comprising a cylindrical body with a nozzle for introducing a secondary gas flow located in the upper part, a blade swirl and an axial nozzle for discharging a cleaned gas stream, and in the lower part, a nozzle for introducing a dusty primary gas stream with a flow stabilizer, cylindrical cowling, blade swirl, retaining washer and dust hopper, characterized in that the cylindrical body and pipe for the output of the cleaned gas stream contains stabilizing contours of the angular snot burning in the zone of formation of the secondary gas flow.

2. The device according to claim 1, characterized in that the stabilizing contours of the angular mates are made along the contour of the lemniscate with a conditional radius of minimum curvature of at least 0.1 diameter of the pipe to output the stream of purified gas.