RU2174860C1 - Method of centrifugal cleaning of gases and device for realization of this method - Google Patents
Method of centrifugal cleaning of gases and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2174860C1 RU2174860C1 RU2000109657A RU2000109657A RU2174860C1 RU 2174860 C1 RU2174860 C1 RU 2174860C1 RU 2000109657 A RU2000109657 A RU 2000109657A RU 2000109657 A RU2000109657 A RU 2000109657A RU 2174860 C1 RU2174860 C1 RU 2174860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- rotor
- cleaned
- dirty
- cavity
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение на способ и устройство относится к технике очистки газов от твердых частиц и может быть использовано в цементной, химической, фармацевтической промышленности и других областях промышленности, в которых требуется очистка газов от пыли. The present invention on a method and device relates to techniques for cleaning gases from solid particles and can be used in the cement, chemical, pharmaceutical industries and other industries that require dust cleaning from gases.
Способ и устройство в основном предназначены для очистки промышленных газов от пыли субмикронных размеров (от 0,2 до 0,8 мкм). Устройство должно стоять на заключительной ступени очистки после последовательно установленных циклонов и рукавных (или электростатических) фильтров. The method and device are mainly intended for cleaning industrial gases from dust of submicron sizes (from 0.2 to 0.8 microns). The device should be at the final cleaning stage after successively installed cyclones and bag (or electrostatic) filters.
Известен способ центробежной сепарации газожидкостной смеси, например углеводородов, включающий разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру конденсации, предварительную сепарацию под действием центробежных сил жидкой фазы из потока, имеющего более высокую температуру конденсации, и окончательную сепарацию под действием центробежных и инерционных сил жидкой фазы из всего потока при осуществлении теплообмена между двумя потоками с различной температурой конденсации (а. с. 1084047 от 01.02.81, МПК B 01 D 45/12, опубл. 07.04.84 Бюл. N 13). A known method of centrifugal separation of a gas-liquid mixture, for example hydrocarbons, comprising separating the separated stream into two having different condensation temperatures, preliminary separation under the action of centrifugal forces of the liquid phase from the stream having a higher condensation temperature, and final separation under the action of centrifugal and inertial forces of the liquid phase from the entire stream during the heat exchange between two streams with different condensation temperatures (a.p. 1084047 from 01.02.81, IPC B 01 D 45/12, publ. 07.04.84 Yule. N 13).
Недостатком такого способа является усложнение процесса из-за нескольких стадий очистки, наличие таких операций как охлаждение одного из потоков. Такой способ не решает поставленную задачу очистки газа от загрязнений субмикронных размеров. The disadvantage of this method is the complexity of the process due to several stages of purification, the presence of such operations as cooling one of the streams. This method does not solve the problem of gas purification from pollution of submicron sizes.
Известен способ сухой пылеочистки газов в машине центробежного действия, заключающийся в введении крупнозернистой пыли после введения очищаемого газа. Высаживающуюся в машине пыль выводят из нее путем отсасывания вместе с частью очищаемого газа (a. c. 117657 от 02.06.58 B 01 D 45/18, опубл. 06.11.59 Бюл. N 2). A known method of dry dust cleaning of gases in a centrifugal machine, which consists in the introduction of coarse dust after the introduction of the cleaned gas. The dust deposited in the machine is removed from it by suction along with part of the gas to be cleaned (a. C. 117657 from 02.06.58 B 01 D 45/18, publ. 06.11.59 Bull. No. 2).
Этот способ выбран в качестве прототипа. Недостатком такого способа является уменьшение количества очищенного газа вследствие необходимости отсоса очищаемого газа совместно с пылью. Низкая производительность процесса не решает поставленную задачу предлагаемого изобретения. This method is selected as a prototype. The disadvantage of this method is the reduction in the amount of purified gas due to the need for suction of the gas to be cleaned together with dust. Low productivity of the process does not solve the problem of the invention.
Известна установка для сепарации смешанных материалов с разной плотностью, содержащая центробежный сепаратор, в корпус которого поступают разделяемые материалы в смеси. На корпусе выполнены каналы, глубина которых увеличивается к выходу для облегчения отделения тяжелых материалов на стенке. Имеется нож, который разделяет материалы. Сепаратор отделяет тяжелые концентраты от пустой породы (международная заявка WO 94/25171 от 28.04.94. МПК B 04 B 1/02, опубл. ИСМ 12.12.95). A known installation for the separation of mixed materials with different densities, containing a centrifugal separator, into the body of which are shared materials in the mixture. Channels are made on the casing, the depth of which increases to the outlet to facilitate the separation of heavy materials on the wall. There is a knife that separates the materials. The separator separates heavy concentrates from waste rock (international application WO 94/25171 from 04/28/94. IPC B 04 B 1/02, publ. ISM 12.12.95).
Недостатком данной установки является то, что при использовании ее для очистки газа от твердой фракции уменьшается степень очистки. Это объясняется тем, что при разделении двух твердых фаз вещества с более легкой фазой будут "способствовать" при раскручивании ротора отсасыванию более тяжелых частиц на стенке ротора. The disadvantage of this installation is that when it is used to purify gas from a solid fraction, the degree of purification is reduced. This is explained by the fact that when two solid phases are separated, substances with a lighter phase will “contribute” to the suction of heavier particles on the rotor wall when the rotor is untwisted.
Газы же, обладая минимальными инерционными свойствами, будут в данной конструкции сепаратора препятствовать отсасыванию твердой фазы на стенке ротора из-за эффекта турбулизации потока. Gases, having minimal inertial properties, will in this separator design prevent the suction of the solid phase on the rotor wall due to the effect of turbulence in the flow.
Известно устройство для обеспыливания воздуха, содержащее корпус с отверстиями, электродвигатель, ротор с перфорированной цилиндрической поверхностью, кольцо с отверстиями, установленное с возможностью перекрытия его отверстий. Устройство снабжено внутренним коническим элементом, установленными коаксиально ему средним и перфорированным наружным коническими элементами, фильтром тонкой очистки, выполненным из картона (а. с. 1233915 от 12.12.84, МПК B 01 D 45/12, опубл. 30.05.86 БИ N 20). A device for dust removal of air is known, comprising a housing with holes, an electric motor, a rotor with a perforated cylindrical surface, a ring with holes installed with the possibility of overlapping its holes. The device is equipped with an internal conical element installed coaxially with the middle and perforated external conical elements, a fine filter made of cardboard (a. P. 1233915 of 12.12.84, IPC B 01 D 45/12, publ. 30.05.86 BI N 20 )
Недостатком данной конструкции является ее усложнение за счет введения регулировочного устройства для улавливания либо крупной, либо мелкой пыли. Регулировка, обеспечивающая оптимальную степень очистки, делает необходимым проведение контроля очищаемой среды на входе в устройство для установки необходимого режима очистки. The disadvantage of this design is its complexity due to the introduction of an adjusting device for capturing either coarse or fine dust. The adjustment, providing the optimal degree of purification, makes it necessary to control the medium being cleaned at the inlet of the device to set the required cleaning mode.
Известно устройство для центробежной очистки газа, содержащее корпус, входное устройство, ротор с поверхностями осаждения, выходное устройство в виде двух кольцевых наборов лопаток. A device for centrifugal gas treatment is known, comprising a housing, an input device, a rotor with deposition surfaces, an output device in the form of two circular sets of blades.
Входное устройство выполнено в виде дозвукового сопла, установленного под углом к входному сечению ротора. Ротор выполнен полым, а его внешняя и внутренняя оболочки выполнены в виде соосных усеченных конусов, установленных на одном валу и расширяющихся по ходу движения потока (пат. РФ N 2109550 от 10.08.93, МПК B 01 D 45/14, опубл. 27.04.98 БИ N 12). Это устройство выбрано в качестве прототипа. The input device is made in the form of a subsonic nozzle mounted at an angle to the input section of the rotor. The rotor is hollow, and its outer and inner shells are made in the form of coaxial truncated cones mounted on one shaft and expanding in the direction of flow (Pat. RF N 2109550 from 08/10/93, IPC B 01 D 45/14, publ. 27.04. 98 BI N 12). This device is selected as a prototype.
Недостатком устройства является то, что имеет место значительное влияние возмущений выхода чистого и грязного газов на зону развода (разделения) потоков газа, что значительно снижает эффективность очистки, а также ограниченные возможности по регулированию процесса разделения указанных потоков в зависимости от состава очищаемого газа. The disadvantage of this device is that there is a significant effect of perturbations of the output of clean and dirty gases on the zone of separation (separation) of gas flows, which significantly reduces the cleaning efficiency, as well as limited ability to regulate the process of separation of these flows depending on the composition of the gas being cleaned.
Решаемая техническая задача состоит в разработке способа и устройства для очистки газа от твердых частиц субмикронных размеров (от 0,2 до 0,8 мкм), со степенью очистки 95-98% при расходе очищаемого газа от 1000 до 10000 м/ч3.The technical problem to be solved consists in developing a method and device for purifying gas from solid particles of submicron sizes (from 0.2 to 0.8 μm), with a degree of purification of 95-98% at a flow rate of purified gas from 1000 to 10000 m / h 3 .
Технический результат заключается в создании центробежных сил в роторе, увеличении расхода очищаемого газа путем создания соответствующих перепадов давления газа на входе и выходе устройства. The technical result consists in creating centrifugal forces in the rotor, increasing the flow rate of the gas to be purified by creating the corresponding gas pressure drops at the inlet and outlet of the device.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что в способе центробежной очистки газа, заключающемся в подаче очищаемого газа в ротор с одновременным его вращением и выведении очищенного и грязного газов, очищаемый поток газа подают во входной патрубок, после чего направляют во множество цилиндрических каналов, выполненных в роторе, оси которых расположены в плоскости оси вращения ротора под углом к оси его вращения, определенным из условия безградиентного по давлению течения газа в канале, обусловленного равенством газодинамического трения и направленной вдоль канала составляющей объемной центробежной силы со скоростью, не превышающей скорости, определенной из равенства времени перемещения твердых частиц очищаемого газа по каналам под действием центробежной силы поперек потока и времени прохождения частиц газа по длине канала, разделенные в каналах ротора на "грязную" и очищенную фракции разводят на два потока с помощью элементов, связанных с каналами и выходными устройствами очищенной и "грязной" фракций газа. The achievement of the technical result is ensured by the fact that in the method of centrifugal gas purification, which consists in supplying the gas to be cleaned into the rotor with its simultaneous rotation and removal of the cleaned and dirty gases, the gas stream to be cleaned is fed into the inlet pipe, and then it is sent to many cylindrical channels made in the rotor whose axes are located in the plane of the axis of rotation of the rotor at an angle to the axis of rotation, determined from the condition of a pressure-free gas flow in the channel due to the equality of the gas friction and directed along the channel component of the volumetric centrifugal force with a speed not exceeding the speed determined from the equality of the time of movement of solid particles of the gas to be cleaned through the channels under the action of centrifugal force across the flow and the time of passage of gas particles along the length of the channel, divided into "dirty "and the purified fraction is diluted into two streams using elements associated with the channels and output devices of the cleaned and" dirty "gas fractions.
"Грязную" фракцию направляют в пылесборники для утилизации, а очищенную фракцию направляют в сборники или в окружающую среду. The “dirty” fraction is sent to dust collectors for disposal, and the cleaned fraction is sent to collectors or to the environment.
Ротор вращают вокруг своей оси со скоростью, обратно пропорциональной характерному размеру очищаемых частиц, при этом в качестве опорной зависимости используют эмпирическое соотношение: для частиц размером 0,5 мкм и расходе воздуха через ротор 1000 м3/ч необходимое число оборотов составляет 11000 - 13000 об/мин.The rotor is rotated around its axis at a speed inversely proportional to the characteristic size of the particles being cleaned, and the empirical relation is used as a reference relation: for particles with a size of 0.5 μm and an air flow through the rotor of 1000 m 3 / h, the required number of revolutions is 11000 - 13000 rpm / min
Малые характерные размеры частиц (0,3...0,8 мкм), находящихся в очищаемом газе, обуславливают особенности их движения в каналах. Такие частицы практически "вморожены" в линии тока и следуют за турбулентными пульсациями в потоке газа. Поэтому для достижения поставленной задачи необходимо свести эти пульсации к минимуму. Small characteristic sizes of particles (0.3 ... 0.8 μm) located in the gas to be cleaned determine the features of their movement in the channels. Such particles are practically “frozen” in the streamline and follow turbulent pulsations in the gas stream. Therefore, to achieve the task it is necessary to minimize these ripples.
Поставленная задача достигается совокупностью заявленных признаков:
Во-первых, поток газа из входного патрубка направляют во множество каналов, выполненных в роторе. Известные из экспериментальной аэродинамики величины гидравлических диаметров Dг ≤ 5 - 10 мм и соотношение длины канала к его гидравлическому диаметру L/Dг ≥ 10 - 12 являются оптимальными значениями для гашения турбулентных вихрей. Направление потока газа в каналы с диаметром Dг ≤ 5 - 10 мм и соотношением L/Dг ≥ 10 - 12 позволит существенно погасить турбулентные вихри.The task is achieved by a combination of the claimed features:
Firstly, the gas flow from the inlet pipe is directed into a plurality of channels made in the rotor. The values of hydraulic diameters D g ≤ 5 - 10 mm known from experimental aerodynamics and the ratio of the channel length to its hydraulic diameter L / D g ≥ 10 - 12 are optimal values for damping turbulent vortices. The direction of the gas flow into the channels with a diameter of D g ≤ 5 - 10 mm and a ratio L / D g ≥ 10 - 12 will significantly quench the turbulent vortices.
Во-вторых, расположение осей каналов в плоскостях, проходящих через ось вращения ротора, под углом α к этой оси приводит к тому, что при вращении ротора течение газа в канале безградиентно по давлению за счет уравновешивания силы газодинамического трения и составляющей объемной центробежной силы, направленной вдоль канала. Secondly, the location of the axis of the channels in the planes passing through the axis of rotation of the rotor at an angle α to this axis leads to the fact that when the rotor rotates, the gas flow in the channel is pressure-gradient due to balancing the gas-dynamic friction force and the component of the centrifugal force directed along the canal.
Угол α определяется в этом случае из соотношения:
где R - радиус точки входа потока;
ξ - коэффициент аэродинамического сопротивления канала;
ω - угловая скорость;
w - скорость движения очищаемого газа вдоль канала;
D, L - диаметр и длина канала.The angle α is determined in this case from the relation:
where R is the radius of the entry point of the stream;
ξ is the aerodynamic drag coefficient of the channel;
ω is the angular velocity;
w is the velocity of the purified gas along the channel;
D, L - diameter and length of the channel.
Угловую скорость вращения ротора ω выбирают из условия равенства времени перемещения твердой частицы пыли под действием центробежной силы ω2R на расстояние D/sinα и времени прохождения частицей газа канала длиной L со скоростью w.The angular velocity of rotation of the rotor ω is chosen from the condition that the time of movement of the solid dust particle under the action of the centrifugal force ω 2 R over the distance D / sinα and the time the gas particle travels through the channel length L with the speed w.
где ν - динамическая вязкость газа;
rч - радиус твердой частицы;
ρч и ρг - соответственно плотность частицы и газа.
where ν is the dynamic viscosity of the gas;
r h is the radius of the solid particle;
ρ h and ρ g - respectively, the density of the particle and gas.
В этом случае существенно уменьшается возможность образования новых турбулентных вихрей в потоке в каналах. In this case, the possibility of the formation of new turbulent vortices in the flow in the channels is significantly reduced.
В-третьих, поток газа в каналах должен иметь скорость, не превышающую скорость, определенную из равенства времени перемещения твердых частиц по каналам под действием центробежной силы поперек потока и времени прохождения частицы газа по длине канала. В этом случае практически все твердые частицы, находящиеся в потоке очищаемого газа, расположатся на выходе из канала в локальной зоне поверхности канала, наиболее удаленной от оси вращения. Thirdly, the gas flow in the channels must have a speed not exceeding the speed determined from the equality of the time of movement of solid particles through the channels under the action of centrifugal force across the stream and the time of passage of the gas particle along the length of the channel. In this case, almost all the solid particles in the stream of gas to be cleaned will be located at the outlet of the channel in the local area of the channel surface farthest from the axis of rotation.
Указанный выше технический результат достигается устройством, реализующим заявляемый способ, содержащим корпус, входной блок, ротор в форме усеченного конуса с поверхностями осаждения, узел вывода, включающий лопатки, входной блок представляет собой патрубок для входа очищаемого газа, направляющие лопатки, размещенные на корпусе, и входные лопатки, установленные на роторе с зазором постоянной величины к его торцевой поверхности со стороны его меньшего диаметра, поверхности осаждения выполнены в виде цилиндрических каналов в роторе, оси которых расположены в плоскости оси вращения ротора под углом к его оси, определенным из условия безградиентного по давлению течения газа в канале, обусловленного равенством газодинамического трения и направленной вдоль канала составляющей объемной центробежной силы, при этом гидравлический диаметр и длина каналов выбраны из условия гашения турбулентности и вихрей, образующихся при входе потока газа в каналы, узел вывода выполнен в виде разделительных втулок с лысками, установленных в каналах на выходе газа, канал, образованный лысками, сообщен с полостью, выполненной в роторе на выходе грязного газа, а внутренний канал втулок сообщен с полостью вывода очищенного газа, в которой размещены лопатки, причем отношение длин внутреннего канала втулок и каналов, образованных лысками, и их гидравлические диаметры выбраны из условия гашения возмущений, возникающих при выходе "грязной" и очищенной фракций газа. The above technical result is achieved by a device that implements the inventive method, comprising a housing, an input unit, a truncated cone-shaped rotor with deposition surfaces, an output unit including blades, an input unit is a nozzle for entering the gas to be cleaned, guide vanes placed on the housing, and inlet blades mounted on the rotor with a constant gap to its end surface from the side of its smaller diameter, the deposition surface is made in the form of cylindrical channels in the rotor, and which are located in the plane of the axis of rotation of the rotor at an angle to its axis, determined from the condition of pressure-gradient gas flow in the channel, due to the equality of gas-dynamic friction and the component of the centrifugal force directed along the channel, while the hydraulic diameter and length of the channels are selected from the condition of turbulence suppression and vortices formed at the entrance of the gas flow into the channels, the output unit is made in the form of dividing sleeves with flats installed in the channels at the gas outlet, the channel formed by the flange mi is in communication with the cavity made in the rotor at the exit of dirty gas, and the inner channel of the bushings is in communication with the outlet of the purified gas in which the blades are located, the ratio of the lengths of the inner channel of the bushings and channels formed by the flats and their hydraulic diameters selected from the quenching condition disturbances arising from the exit of dirty and purified gas fractions.
Полость вывода очищенного газа представляет собой сужающийся канал, сужение которого направлено от торца ротора большего диаметра к его оси, а радиальные лопатки размещены на корпусе ротора с зазором постоянной величины к торцевой поверхности ротора со стороны его большего диаметра. The outlet cavity of the purified gas is a tapering channel, the narrowing of which is directed from the end of the rotor of a larger diameter to its axis, and the radial blades are placed on the rotor body with a gap of a constant value to the end surface of the rotor from the side of its larger diameter.
Устройство центробежной очистки газа может быть снабжено регулировочным блоком, представляющим собой трубопровод с заслонкой, который сообщен с входным патрубком очищаемого газа, с одной стороны, и выходным патрубком очищенного газа - с другой. The centrifugal gas purification device can be equipped with an adjustment unit, which is a pipeline with a damper, which is in communication with the inlet pipe of the gas to be cleaned, on the one hand, and the outlet pipe of the purified gas, on the other.
Элемент вывода грязного газа может быть выполнен в виде трехполостной "улитки", одна из крайних полостей которой сообщена с патрубком входа очищаемого газа, а другая крайняя - с полостью вывода чистого газа. The dirty gas outlet element can be made in the form of a three-cavity “cochlea”, one of the extreme cavities of which is connected with the inlet of the gas to be purified, and the other extreme with the clean gas outlet cavity.
Разделительные втулки могут быть установлены с возможностью поворота. The spacer sleeves can be rotatably mounted.
Входной блок в виде совокупности патрубка для входа очищаемого газа, направляющих лопаток, размещенных на корпусе, и входных лопаток, установленных на роторе с зазором постоянной величины к его торцевой поверхности ротора со стороны его меньшего диаметра, позволит обеспечить равномерный ток газа на входе в ротор без турбулентных пульсаций. Процесс очистки в устройстве в этом случае будет значительно эффективнее. Кроме того, размещение входных лопаток с зазором постоянной величины к торцевой поверхности ротора позволит газу беспрепятственно проходить в каналы за лопатками, что увеличивает производительность устройства. The input unit in the form of a combination of a nozzle for the entrance of the gas to be cleaned, guide vanes located on the housing, and input vanes mounted on the rotor with a constant gap to its end surface of the rotor from the side of its smaller diameter, will ensure uniform gas flow at the entrance to the rotor without turbulent pulsations. The cleaning process in the device in this case will be much more efficient. In addition, the placement of the input vanes with a constant gap to the end surface of the rotor will allow the gas to freely pass into the channels behind the blades, which increases the productivity of the device.
Выполнение поверхностей осаждения в виде цилиндрических каналов в роторе, соотношение их гидравлических диаметров и длин, угла наклона каналов к оси вращения ротора в подтверждение достижения технического результата описано в разделе - причинно-следственные связи способа. The implementation of the deposition surfaces in the form of cylindrical channels in the rotor, the ratio of their hydraulic diameters and lengths, the angle of inclination of the channels to the axis of rotation of the rotor in confirmation of the achievement of the technical result is described in the section — causal relationships of the method.
Выполнение узла вывода в виде разделительных втулок с лысками, установленных согласно формуле изобретения, позволит произвести окончательное разделение газа после сепарации. The implementation of the output node in the form of dividing sleeves with flats installed according to the claims, will allow the final separation of gas after separation.
Выполнение выходного блока очищенного газа в виде сужающегося канала с сужением к оси ротора и с радиальными лопатками на роторе, которые размещены с зазором постоянной величины к его торцевой поверхности со стороны его большего диаметра, позволит провести очистку с нужным качеством в более экономичном режиме. The implementation of the outlet block of purified gas in the form of a tapering channel with a narrowing to the axis of the rotor and with radial blades on the rotor, which are placed with a gap of constant size to its end surface from the side of its larger diameter, will allow cleaning with the desired quality in a more economical mode.
Снабжение устройства регулировочным блоком служит повышению эффективности режима очистки в условиях изменяемых расхода очищаемого газа и концентрации частиц в нем. The supply of the device with the adjustment unit serves to increase the efficiency of the cleaning mode in the conditions of variable consumption of the gas to be purified and the concentration of particles in it.
При изменении расхода очищаемого газа или/и повышении концентрации частиц в нем с помощью регулировочного блока возможно оптимизировать расход газа через каналы и тем самым снизить концентрацию частиц. By changing the flow rate of the gas to be cleaned and / or increasing the concentration of particles in it using the control unit, it is possible to optimize the flow of gas through the channels and thereby reduce the concentration of particles.
Выполнение элемента выхода грязного газа в виде трехполостной улитки, подключенной заявляемым образом, позволит избежать утечек грязного газа за пределы устройства. The implementation of the element of the exit of dirty gas in the form of a three-cavity snail connected in the claimed manner, will avoid leakage of dirty gas outside the device.
Установление разделительных втулок с возможностью поворота дает возможность выбора оптимального режима очистки. The installation of dividing sleeves with the possibility of rotation makes it possible to select the optimal cleaning mode.
Сопоставительный анализ предлагаемого способа и устройства с прототипом показывает, что заявляемые объекты соответствуют критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the proposed method and device with the prototype shows that the claimed objects meet the criteria of the invention of "novelty."
Заявляемые способ и устройство соответствуют и критерию "изобретательный уровень", т.к. авторами не выявлены технические решения, в которых известна такая же совокупность признаков с указанным заявителем техническим результатом. The inventive method and device meet the criterion of "inventive step", because the authors did not identify technical solutions in which the same set of features with the technical result indicated by the applicant is known.
В подтверждение критерия "промышленная применимость" рассмотрим пример конкретного выполнения устройства, реализующего заявляемые способ и устройство центробежной очистки газа. На фиг. 1 представлено устройство, где:
1 - корпус;
2 - входной патрубок для очищаемого газа;
3 - направляющие лопатки;
4 - входные лопатки;
5 - ротор;
6 - каналы в роторе;
7 - втулки разделительные;
8 - выходные лопатки-радиальные;
9 - полость вывода очищенного газа;
10 - узел вывода грязного газа;
11 - регулировочный блок;
12 - трехполостная улитка;
А - зазор между входными лопатками и торцевой поверхностью ротора и выходными лопатками и торцевой поверхностью ротора.In support of the criterion of "industrial applicability", we consider an example of a specific implementation of a device that implements the inventive method and device for centrifugal gas treatment. In FIG. 1 shows a device where:
1 - case;
2 - inlet for cleaned gas;
3 - guide vanes;
4 - input vanes;
5 - rotor;
6 - channels in the rotor;
7 - separation bushings;
8 - output blades are radial;
9 - the cavity of the outlet of the purified gas;
10 - node output dirty gas;
11 - adjustment block;
12 - three-cavity snail;
A - the gap between the input vanes and the end surface of the rotor and the output vanes and the end surface of the rotor.
Входной патрубок (2) для очищаемого газа установлен перпендикулярно оси вращения ротора. The inlet pipe (2) for the gas to be cleaned is installed perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
Во входной блок также входят направляющие лопатки (3), которые установлены со смещением относительно оси входного патрубка (2), входные лопатки (4), которые установлены с зазором "А" постоянной величины по отношению к торцевой поверхности ротора. The input block also includes guide vanes (3), which are installed with an offset relative to the axis of the inlet pipe (2), inlet vanes (4), which are installed with a gap "A" of constant magnitude with respect to the end surface of the rotor.
Цилиндрические каналы (6), выполненные в роторе (5) суммарной площадью сечения 155 см2. В каналах (6) со стороны большего диаметра ротора установлены втулки (7) с лысками. Втулки могут быть установлены как неподвижно, так и с возможностью поворота для выбора оптимального режима очистки. Совокупное гидравлическое сопротивление каналов (6) с разделительными втулками (7) при расходах газа 1000 - 10000 м3/ч составляет ≅ 2000 Па.Cylindrical channels (6) made in the rotor (5) with a total cross-sectional area of 155 cm 2 . In the channels (6) from the side of the larger diameter of the rotor, bushings (7) with flats are installed. The bushings can be installed either fixed or rotatable to select the optimal cleaning mode. The total hydraulic resistance of the channels (6) with dividing sleeves (7) at a gas flow rate of 1000 - 10000 m 3 / h is ≅ 2000 Pa.
Регулировочный блок (11) может быть выполнен в виде заслонки, установленной в трубопроводе, сообщенном с входным патрубком очищаемого газа и с полостью очищенного газа. The adjusting unit (11) can be made in the form of a damper installed in the pipeline in communication with the inlet pipe of the gas to be cleaned and with the cavity of the purified gas.
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
Очищаемый газ поступает во входной патрубок (2), проходя направляющие лопатки (3) и входные лопатки (4), приобретает необходимую окружную скорость, что уменьшает начальные возмущения при входе газа в каналы (6) ротора (5). The cleaned gas enters the inlet pipe (2), passing the guide vanes (3) and the inlet vanes (4), acquires the necessary peripheral speed, which reduces the initial disturbances when the gas enters the channels (6) of the rotor (5).
За счет мощных центробежных сил, возникающих вследствие больших окружных скоростей ротора, твердые частицы, находящиеся в газе, будут отбрасываться к внешней поверхности каналов (6), одновременно двигаясь вдоль этой поверхности. Достигнув разделительных втулок (7), сепарированный поток разводится на два потока. Due to the powerful centrifugal forces arising due to the high circumferential speeds of the rotor, solid particles in the gas will be discarded to the outer surface of the channels (6), while moving along this surface. Having reached the separation sleeves (7), the separated stream is divided into two streams.
Грязный поток поступает через лыски втулок (7) в узел вывода грязного газа (10), через полость, выполненную в роторе в виде кольцевой проточки, а очищенный газ по внутренним каналам разделительных втулок (7) поступает в полость очищенного газа в виде сужающегося канала (9), сужение которого направлено от торца ротора большего диаметра к его оси, откуда выбрасывается выходными лопатками (8), закрепленными на корпусе ротора, в улитку. The dirty stream enters through the flats of the bushings (7) into the dirty gas outlet (10), through a cavity made in the rotor in the form of an annular groove, and the purified gas flows through the internal channels of the separation bushes (7) in the form of a tapering channel ( 9), the narrowing of which is directed from the end of the rotor of a larger diameter to its axis, from where it is ejected by the output vanes (8), mounted on the rotor body, into the cochlea.
Очищенный газ, движущийся по сужающемуся каналу к оси ротора, за счет радиальных лопаток (8), закрепленных на роторе, сохраняет свою угловую скорость, а его кинетическая энергия вращательного движения переходит в энергию давления, тем самым увеличивая КПД устройства. The purified gas moving along the tapering channel to the axis of the rotor, due to the radial blades (8) mounted on the rotor, retains its angular velocity, and its kinetic energy of rotational motion passes into pressure energy, thereby increasing the efficiency of the device.
В случае уменьшения подачи очищаемого газа на вход в устройство ниже 1000 м3/ч или/и увеличения концентрации пыли выше допустимой для оптимизации процесса сепарации производится открытие заслонки регулировочного блока (11). Часть очищенного газа, поступая по трубопроводам регулировочного блока (11) на вход устройства, повысит расход или/и уменьшит концентрацию пыли в газе до необходимых значений.In the case of a decrease in the supply of the gas to be cleaned at the inlet of the device below 1000 m 3 / h or / and an increase in the dust concentration above the permissible value for optimizing the separation process, the damper of the control unit is opened (11). Part of the purified gas entering the piping of the control unit (11) at the inlet of the device will increase the flow rate and / or reduce the dust concentration in the gas to the required values.
Трехполостная "улитка" (12) сообщается центральной полостью с кольцевой проточкой в роторе, в которую выходит грязный газ, крайняя полость улитки со стороны входного патрубка выступает в роли гидравлического сопротивления и предотвращает попадание частиц в патрубок входа, другая крайняя полость сообщается с каналом выхода очищенного газа, имеющего давление больше, чем давление грязного газа, что также предотвращает попадание частиц грязного газа в газ очищенный. The three-cavity “cochlea” (12) communicates with the central cavity with an annular groove in the rotor into which dirty gas enters, the extreme cavity of the cochlea on the inlet pipe side acts as hydraulic resistance and prevents particles from entering the inlet pipe, the other extreme cavity communicates with the outlet channel of the cleaned gas having a pressure greater than the pressure of the dirty gas, which also prevents the particles of dirty gas from entering the cleaned gas.
Таким образом, заявляемые способ для очистки газов и устройство для его осуществления позволяют повысить степень очистки газового потока от твердых частиц субмикронного размера при повышенных расходах очищаемого газа и обеспечивают КПД устройства. Для устройства с характерным расходом газа приблизительно 1800 м3/ч и размерами очищаемых частиц 0,3...0,8 мкм возможна степень очистки 95...98%.Thus, the inventive method for gas purification and a device for its implementation can improve the degree of purification of the gas stream from solid particles of submicron size at increased costs of the gas to be cleaned and provide efficiency of the device. For a device with a characteristic gas flow rate of approximately 1800 m 3 / h and a particle size of 0.3 ... 0.8 μm to be cleaned, a degree of purification of 95 ... 98% is possible.
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000109657A RU2174860C1 (en) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | Method of centrifugal cleaning of gases and device for realization of this method |
| PCT/RU2001/000142 WO2001080974A1 (en) | 2000-04-17 | 2001-04-10 | Method for centrifugal purification of gas and device for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000109657A RU2174860C1 (en) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | Method of centrifugal cleaning of gases and device for realization of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2174860C1 true RU2174860C1 (en) | 2001-10-20 |
Family
ID=20233455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000109657A RU2174860C1 (en) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | Method of centrifugal cleaning of gases and device for realization of this method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2174860C1 (en) |
| WO (1) | WO2001080974A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494819C1 (en) * | 2009-07-10 | 2013-10-10 | Альфа Лаваль Корпорейт Аб | Gas cleaner |
| RU2688509C1 (en) * | 2018-08-28 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Method of enrichment with helium of helium-containing natural gas |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8200725A (en) * | 1982-02-23 | 1983-09-16 | Thomassen Holland Bv | METHOD AND APPARATUS FOR SEPARATING PARTICLES FROM A GAS FLOW |
| IL71399A0 (en) * | 1983-04-15 | 1984-06-29 | Garrett Corp | Self-purging aerodynamic filter |
-
2000
- 2000-04-17 RU RU2000109657A patent/RU2174860C1/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-04-10 WO PCT/RU2001/000142 patent/WO2001080974A1/en active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494819C1 (en) * | 2009-07-10 | 2013-10-10 | Альфа Лаваль Корпорейт Аб | Gas cleaner |
| RU2688509C1 (en) * | 2018-08-28 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Method of enrichment with helium of helium-containing natural gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001080974A1 (en) | 2001-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6599422B2 (en) | Separator for liquids containing impurities | |
| CA1182760A (en) | Centrifugal separator | |
| JP2710624B2 (en) | Rotating particle separator | |
| US20040118091A1 (en) | Rotating wave dust separator | |
| US6312594B1 (en) | Insert for a cyclone separator | |
| US6129775A (en) | Terminal insert for a cyclone separator | |
| JP6641002B2 (en) | Separation means for purifying gas | |
| US6605029B1 (en) | Centrifuge with open conveyor and methods of use | |
| CZ285941B6 (en) | Separation element | |
| JP3473974B2 (en) | Decanter type centrifuge | |
| WO2007011233A1 (en) | Fluid separator | |
| US4357152A (en) | Fluid borne particulate separator | |
| US6183641B1 (en) | Prandtl layer turbine | |
| FI95056B (en) | Apparatus for selective separation of particles in a liquid, in particular for the purification of paper fiber suspensions | |
| RU2174860C1 (en) | Method of centrifugal cleaning of gases and device for realization of this method | |
| US4015958A (en) | Wet centrifugal separator for gas | |
| EP1180400A1 (en) | Cyclone separation apparatus | |
| CN1094795C (en) | Method and device for cleaning of centrifugal separator | |
| US2731147A (en) | Hydraulic classifier | |
| US9687760B2 (en) | Separation devices, systems and methods for separation of particulates from liquid | |
| CN104524825A (en) | Efficient cyclone separation device and method | |
| JP2010036054A (en) | Cyclone dust collector, and system for pulling up single crystal | |
| NL2000350C2 (en) | Device and method for separating a flowing medium mixture into fractions. | |
| CN210714654U (en) | Separation device for extracting reinjection water from high-water-content oil well production liquid | |
| US6238177B1 (en) | Prandtl layer turbine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100418 |