RU218124U1

RU218124U1 - Device for centrifugal cleaning of gas and dust mixtures

Info

Publication number: RU218124U1
Application number: RU2021133841U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Зайцев; Константин Анатольевич Малыш
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Прогресс"
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2023-05-11

Abstract

Полезная модель относится к области очистки газа от примесей, в частности к сухой инерционной очистке газопылевых смесей от полидисперсных частиц с применением центробежной силы, и может быть использована в различных отраслях промышленности. Устройство центробежной очистки газопылевых смесей содержит наружный корпус 1 с верхней крышкой 2, внутри которого расположена винтовая центробежная вставка с конической обечайкой 3, выхлопной трубой 4 и винтовым центробежным каналом 5 с верхним входным окном 6 и выводными окнами 7, а также содержит выводное устройство 8, корпус которого герметично соединен с наружным корпусом 1 и шлюзовым затвором 9. Выводное устройство 8 выполнено с центральной выводной секцией, стенка которой герметично соединена с конической обечайкой 3 винтовой центробежной вставки. В нижней части наружного корпуса 1, выполненной цилиндрической формы, расположен нижний входной тангенциальный патрубок 10 для подачи с закручиванием газопылевой смеси в полость между наружным корпусом 1 и конической обечайкой 3. Техническим результатом является повышение эксплуатационной надежности и эффективности очистки газопылевых смесей, имеющих максимально высокую концентрацию пыли с включениями крупных частиц.

The utility model relates to the field of gas purification from impurities, in particular to dry inertial purification of gas and dust mixtures from polydisperse particles using centrifugal force, and can be used in various industries. The device for centrifugal cleaning of gas and dust mixtures contains an outer housing 1 with a top cover 2, inside which there is a screw centrifugal insert with a conical shell 3, an exhaust pipe 4 and a screw centrifugal channel 5 with an upper inlet window 6 and outlet windows 7, and also contains an outlet device 8, the housing of which is hermetically connected to the outer housing 1 and the sluice gate 9. The output device 8 is made with a central output section, the wall of which is hermetically connected to the conical shell 3 of the screw centrifugal insert. In the lower part of the outer casing 1, made of a cylindrical shape, there is a lower inlet tangential pipe 10 for supplying the gas and dust mixture with swirling into the cavity between the outer casing 1 and the conical shell 3. The technical result is to increase the operational reliability and efficiency of cleaning gas and dust mixtures having the highest possible concentration dust with inclusions of large particles.

Description

Полезная модель относится к области очистки газа от примесей, в частности к сухой инерционной очистке газопылевых смесей от полидисперсных частиц с применением центробежной силы, и может быть использована в различных отраслях промышленности при аспирации (обеспыливания) технологических процессов и оборудования, в системах пневмотранспорта различных сыпучих тонкодисперсных, среднедисперсных и крупнодисперсных материалов.The utility model relates to the field of gas purification from impurities, in particular to dry inertial purification of gas and dust mixtures from polydisperse particles using centrifugal force, and can be used in various industries for aspiration (dust removal) of technological processes and equipment, in pneumatic transport systems of various loose finely dispersed , medium and coarse materials.

Известно устройство очистки газа с применением центробежной силы, содержащее наружный корпус, внутри которого расположена винтовая центробежная вставка с конической обечайкой, имеющая выхлопную и рециркуляционную трубы, винтовой центробежный канал с верхним входным окном и выводными окнами, бункерное устройство, винтовой центробежный канал представляет собой межвитковое пространство, образованное поверхностью прямого винтового коноида переменной ширины ограниченного с внутренней стороны цилиндрической вставкой и спиральной лентой с наружной стороны, соотношение входного сечения винтового центробежного канала к выходному сечению меняется постепенным уменьшением ширины поверхности прямого винтового коноида и его шага (см. патент РФ № 2 664 985 по МПК B01D 45/12, опубл. 24.08.2018.).A device for gas purification using centrifugal force is known, containing an outer housing, inside which there is a screw centrifugal insert with a conical shell, having an exhaust and recirculation pipes, a screw centrifugal channel with an upper inlet window and outlet windows, a bunker device, a screw centrifugal channel is an interturn space , formed by the surface of a straight helical conoid of variable width, limited on the inside by a cylindrical insert and a spiral tape on the outside, the ratio of the inlet section of the helical centrifugal channel to the outlet section varies by a gradual decrease in the width of the surface of the straight helical conoid and its pitch (see RF patent No. 2 664 985 according to IPC B01D 45/12, published on August 24, 2018.).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и недостаточная степень очистки, The disadvantage of the known device is the complexity of the design and insufficient degree of purification,

Наиболее близким по технической сущности является устройство очистки газа с применением центробежной силы, содержащее наружный корпус конусообразной формы с верхней крышкой, внутри которого расположена винтовая центробежная вставка с конической обечайкой, имеющая выхлопную трубу в виде конфузора, винтовой центробежный канал с входным тангенциальным патрубком и выводными окнами, выводное устройство, причем соотношение площади сечения входного канала винтовой центробежной вставки к площади сечения выходного канала неизменно и находится в пропорции 2:1, шаг спирали винтового центробежного канала имеет постоянное значение, выход из винтовой центробежной вставки соединен посредством воздуховода с входным тангенциальным патрубком, во входном тангенциальном патрубке винтовой центробежной вставки и на каждом витке винтовой центробежной вставки за 1/4 оборота до выводного окна выполнены отражательные экраны в виде вертикальных пластин, расположенных под углом 1-1,5 градусов к вектору направления движения потока, выводные окна снаружи имеют отражательные козырьки (см. патент на полезную модель № 196083 по МПК B01D 45/12, опубл. 14.02.2020.). The closest in technical essence is a gas purification device using centrifugal force, containing a cone-shaped outer casing with a top cover, inside of which there is a screw centrifugal insert with a conical shell, having an exhaust pipe in the form of a confuser, a helical centrifugal channel with an inlet tangential pipe and outlet windows , outlet device, wherein the ratio of the cross-sectional area of the inlet channel of the helical centrifugal insert to the cross-sectional area of the outlet channel is unchanged and is in the ratio of 2:1, the helix pitch of the helical centrifugal channel has a constant value, the outlet from the helical centrifugal insert is connected by means of an air duct to the inlet tangential branch pipe, during the inlet tangential branch pipe of the screw centrifugal insert and on each turn of the screw centrifugal insert 1/4 turn before the output window, reflective screens are made in the form of vertical plates located at an angle of 1-1.5 degrees to the flow direction vector, the output windows have reflective visors on the outside (cm. utility model patent No. 196083 according to IPC B01D 45/12, publ. 02/14/2020.).

Недостатком известного устройства является сложность обеспечения сопряжения винтовой центробежной вставки с конической обечайкой, что отрицательно влияет на герметичность соединения деталей, образующих винтовой центробежный канал при изготовлении и эксплуатации устройств, приводя к возникновению межвиткового перетока газопылевых смесей, и как следствие, к снижению эффективности очистки. Также необходимо отметить, что при максимально высокой концентрации пыли с включениями крупных частиц в известном устройстве, достаточно высока вероятность забивания выводных окон винтового центробежного канала, что также снижает эффективность очистки и надежность работы устройства.The disadvantage of the known device is the difficulty of ensuring the pairing of the helical centrifugal insert with the conical shell, which negatively affects the tightness of the connection of the parts that form the helical centrifugal channel during the manufacture and operation of the devices, leading to the occurrence of an interturn flow of gas and dust mixtures, and as a result, to a decrease in cleaning efficiency. It should also be noted that at the highest concentration of dust with inclusions of large particles in the known device, the probability of clogging the outlet windows of the helical centrifugal channel is quite high, which also reduces the cleaning efficiency and reliability of the device.

Техническим результатом является повышение эксплуатационной надежности и эффективности очистки газопылевых смесей, имеющих максимальную концентрацию пыли с включениями крупных частиц, за счет предварительного отделения более крупных частиц и значительной части пыли перед поступлением газопылевой смеси в верхнее входное окно винтового центробежного канала.The technical result is to increase the operational reliability and efficiency of cleaning gas and dust mixtures with a maximum concentration of dust with inclusions of large particles, due to the preliminary separation of larger particles and a significant part of the dust before the gas and dust mixture enters the upper inlet window of the helical centrifugal channel.

Технический результат достигается тем, что в устройстве центробежной очистки газопылевых смесей, содержащем наружный корпус конусообразной формы с верхней крышкой, внутри которого расположена винтовая центробежная вставка с конической обечайкой, имеющая выхлопную трубу, винтовой центробежный канал с верхним входным окном и выводными окнами, выводное устройство с герметичным выгрузным механизмом, согласно полезной модели наружный корпус снабжен нижним входным тангенциальным патрубком, выводное устройство имеет центральную выводную секцию, соединенную с конической обечайкой, создавая возможность раздельного вывода через герметичный выгрузной механизм крупных и мелких частиц пыли из винтовой центробежной вставки и из полости между наружным корпусом и конической обечайкой. Центральная выводная секция выводного устройства имеет верхнюю часть, выполненную в виде диффузора, среднюю часть цилиндрической формы и нижнюю часть в виде конфузора. Верхнее входное окно расположено непосредственно под верхней крышкой наружного корпуса. Наружный корпус имеет нижнюю цилиндрическую часть в месте расположения нижнего входного тангенциального патрубка и коническую часть. Герметичный выгрузной механизм представляет собой шлюзовый затвор. The technical result is achieved by the fact that in the device for centrifugal cleaning of gas and dust mixtures, containing a cone-shaped outer housing with a top cover, inside which there is a screw centrifugal insert with a conical shell, having an exhaust pipe, a screw centrifugal channel with an upper inlet window and outlet windows, an outlet device with hermetic unloading mechanism, according to the utility model, the outer casing is equipped with a lower inlet tangential pipe, the outlet device has a central outlet section connected to the conical shell, creating the possibility of separate output through the hermetic unloading mechanism of large and small dust particles from the screw centrifugal insert and from the cavity between the outer casing and conical shell. The central output section of the output device has an upper part made in the form of a diffuser, a middle part of a cylindrical shape and a lower part in the form of a confuser. The top inlet window is located directly under the top cover of the outer casing. The outer casing has a lower cylindrical part at the location of the lower inlet tangential branch pipe and a conical part. The hermetic unloading mechanism is a sluice gate.

Сущность полезной модели поясняется изображением общего вида устройства центробежной очистки в аксонометрии с разрезом.The essence of the utility model is illustrated by the image of the general view of the centrifugal cleaning device in an axonometric view with a section.

Устройство центробежной очистки газопылевых смесей содержит наружный корпус 1 с верхней крышкой 2, внутри которого расположена винтовая центробежная вставка с конической обечайкой 3, выхлопной трубой 4 и винтовым центробежным каналом 5 с верхним входным окном 6 и выводными окнами 7, а также содержит выводное устройство 8, корпус которого герметично соединен с наружным корпусом 1 и шлюзовым затвором 9. Выводное устройство 8 выполнено с центральной выводной секцией, стенка которой герметично соединена с конической обечайкой 3 винтовой центробежной вставки.The device for centrifugal cleaning of gas and dust mixtures contains an outer casing 1 with a top cover 2, inside which there is a screw centrifugal insert with a conical shell 3, an exhaust pipe 4 and a screw centrifugal channel 5 with an upper inlet window 6 and outlet windows 7, and also contains an outlet device 8, the housing of which is hermetically connected to the outer housing 1 and the sluice gate 9. The output device 8 is made with a central output section, the wall of which is hermetically connected to the conical shell 3 of the screw centrifugal insert.

В нижней части наружного корпуса 1, выполненной цилиндрической формы, расположен нижний входной тангенциальный патрубок 10 для подачи с закручиванием газопылевой смеси в полость между наружным корпусом 1 и конической обечайкой 3.In the lower part of the outer casing 1, made of a cylindrical shape, there is a lower inlet tangential branch pipe 10 for supplying the gas-dust mixture with swirling into the cavity between the outer casing 1 and the conical shell 3.

Центральная выводная секция имеет диффузорноконфузорную форму, верхняя часть которой выполнена в виде диффузора 11, средняя часть цилиндрической формы 12, а нижняя часть в виде конфузора 13. The central output section has a diffuser-confuser shape, the upper part of which is made in the form of a diffuser 11, the middle part is cylindrical in shape 12, and the lower part is in the form of a confuser 13.

Для достижения максимальной эффективности работы винтового центробежного канала 5, увеличения скорости движения пылевого потока, как следствие увеличение центробежной силы действующей на частицы пыли, соотношение площади входного сечения к площади выходного сечения винтового центробежного канала 5 меняется постепенным уменьшением ширины центробежного канала 5 и его шага.To achieve maximum efficiency of the helical centrifugal channel 5, increase the speed of the dust flow, as a consequence of the increase in the centrifugal force acting on the dust particles, the ratio of the area of the inlet section to the area of the outlet section of the helical centrifugal channel 5 is changed by a gradual decrease in the width of the centrifugal channel 5 and its pitch.

Работа устройства центробежной очистки поясняется на примере очистки газопылевой смеси от полидисперсных частиц.The operation of the centrifugal cleaning device is illustrated by the example of cleaning a gas and dust mixture from polydisperse particles.

Газопылевая смесь подается с определенной скоростью в нижний входной тангенциальный патрубок 10. Посредством создания давления на входе или разряжения в выхлопной трубе 4 поток газопылевой смеси закручивается по спирали в полости между наружным корпусом 1 и конической обечайкой 3 и поднимается вверх к верхнему входному окну 6. Под действием центробежной силы наиболее крупные частицы газопылевой смеси прижимаются к внутренней поверхности наружного корпуса 1 и выводятся вниз в полость между внутренней поверхностью выводного устройства 8 и наружной поверхностью центральной выводной секции с последующим выпуском наружу через шлюзовый затвор 9.The gas-dust mixture is supplied at a certain speed to the lower inlet tangential pipe 10. By creating pressure at the inlet or vacuum in the exhaust pipe 4, the gas-dust mixture flow spirals in the cavity between the outer casing 1 and the conical shell 3 and rises up to the upper inlet window 6. Under Under the action of centrifugal force, the largest particles of the gas-dust mixture are pressed against the inner surface of the outer housing 1 and are led down into the cavity between the inner surface of the outlet device 8 and the outer surface of the central outlet section, followed by release to the outside through the sluice gate 9.

Очищенная от крупных частиц газопылевая смесь через верхнее входное окно 6 поступает в винтовой центробежный канал 5, являющийся второй ступенью очистки, при движении по которому под действием центробежной силы происходит доочистка и вывод мелких частиц пыли через выводные окна 7 винтового центробежного канала 5 в полость между конической обечайкой 3 и винтовым центробежным каналом 5, а прижатые, к внутренней поверхности конической обечайки 3 мелкие частицы по нисходящим потокам опускаются в центральную выводную секцию выводного устройства 8 с последующим выпуском через шлюзовый затвор 9.Purified from large particles, the gas and dust mixture through the upper inlet window 6 enters the helical centrifugal channel 5, which is the second stage of cleaning, when moving through which, under the action of centrifugal force, additional purification and removal of fine dust particles through the outlet windows 7 of the helical centrifugal channel 5 into the cavity between the conical shell 3 and a helical centrifugal channel 5, and small particles pressed against the inner surface of the conical shell 3 descend downstream into the central outlet section of the outlet device 8 with subsequent release through the sluice gate 9.

Очищенный воздух в винтовой центробежной вставке разворачивается, выводится вверх через выхлопную трубу 4 и в дальнейшем поступает в магистральный трубопровод. В качестве герметичного выгрузного механизма могут использоваться как шлюзовый затвор, так и другие механизмы, обеспечивающие герметичность устройства при выводе частиц пыли. The purified air in the helical centrifugal insert turns around, is discharged upwards through the exhaust pipe 4 and then enters the main pipeline. As a hermetic unloading mechanism, both a sluice gate and other mechanisms that ensure the tightness of the device when removing dust particles can be used.

Применение предлагаемого устройства с двухступенчатой центробежной очисткой газопылевых смесей позволяет осуществить повышение эффективности очистки пыли с высокой концентрацией пыли с включениями крупных частиц и надежности работы, а также позволяет расширить арсенал устройств центробежной очистки. The use of the proposed device with a two-stage centrifugal cleaning of gas and dust mixtures makes it possible to increase the efficiency of cleaning dust with a high concentration of dust with inclusions of large particles and the reliability of operation, and also allows expanding the arsenal of centrifugal cleaning devices.

Предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу с высокой эффективностью очистки на протяжении всего срока службы без проведения ремонтных работ и дорогостоящего технического обслуживания, что значительно снижает эксплуатационные издержки.The proposed device provides reliable operation with high cleaning efficiency throughout the entire service life without repair work and expensive maintenance, which significantly reduces operating costs.

Были проведены испытания устройства с целью установки эффективности при очистке от сажи и твердых частиц угольных котлов. Эффективность очистки составила в среднем 94,0%. Также были проведены испытания в системах аспирации при очистке воздуха от технического углерода. Эффективность очистки составила 97,8 %.Tests have been carried out on the device in order to establish the effectiveness of the cleaning of soot and solid particles of coal-fired boilers. The cleaning efficiency averaged 94.0%. Tests were also carried out in aspiration systems during air purification from carbon black. The purification efficiency was 97.8%.

В процессе испытания в системе аспирации при производстве комбикормов эффективность очистки составила 99,5%. In the process of testing in the aspiration system in the production of animal feed, the cleaning efficiency was 99.5%.

Испытания подтвердили достижение технического результата.The tests confirmed the achievement of the technical result.

Claims

1. A device for centrifugal cleaning of gas and dust mixtures, containing a cone-shaped outer housing with a top cover, inside which there is a screw centrifugal insert with a conical shell, having an exhaust pipe, a screw centrifugal channel with an upper inlet window and outlet windows, an outlet device with a sealed unloading mechanism, which is different the outer casing is equipped with a lower inlet tangential branch pipe, the upper inlet window is located directly under the upper cover of the outer casing, the outlet device has a central outlet section connected to the conical shell, made with the possibility of removing large and small dust particles from the screw centrifugal inserts and from the cavity between the outer casing and the conical shell.

2. The device according to claim 1, characterized in that the central outlet section of the outlet device has an upper part made in the form of a diffuser, a middle part of a cylindrical shape and a lower part in the form of a confuser.

3. The device according to claim. 1, characterized in that the outer casing has a conical shape, turning in the lower part into a cylindrical shape at the location of the lower inlet tangential branch pipe.

4. The device according to claim. 1, characterized in that the hermetic unloading mechanism is a sluice.