RU2268090C1

RU2268090C1 - Acoustic cyclone

Info

Publication number: RU2268090C1
Application number: RU2004117809/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Тать на Дмитриевна Ходакова (RU); Татьяна Дмитриевна Ходакова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Кочетова; Татьяна Дмитриевна Ходакова
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-01-20
Also published as: RU2004117809A

Abstract

FIELD: chemical industry; textile industry; food industry; light and other industries; dust trapping equipment for purification of dusty gases.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to dust trapping equipment, in particular, to the acoustic cyclones and may be used in chemical, textile, food, light and other industries for purification of the dusty gases. The acoustic cyclone contains; a body consisting of a cylindrical and a conical parts; located in its upper part a peripheral inlet of a gas stream and an axial outlet branch pipe of the purified gas, a an acoustic column. The lower part of the acoustic column is connected to the axial outlet branch pipe of the purified gas and contains a conical deflecting washer mounted with its great base on the lower base of the acoustic column. The vacuity formed by the surfaces of the deflecting washer and the column is linked through a bypass tap to the peripheral inlet of a gas stream. At that in the upper art of the acoustic column there is the outlet branch pipe of the purified gas and the acoustic oscillations generator coupled to a control unit. The technical result is an increased effectiveness of dust trapping.

EFFECT: the invention ensures an increased effectiveness of dust trapping.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.The invention relates to techniques for dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for the purification of dusty gases.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический циклон, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, акустическую колонку с расположенным в верхней части генератором звуковых колебаний (В.Страус. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981 г., стр.532, рис.11-7а) - прототип.The closest technical solution to the claimed object is an acoustic cyclone containing a housing consisting of a cylindrical and conical parts located in its upper part, the peripheral input of the gas stream and the axial outlet of the purified gas, an acoustic column with an acoustic oscillator located in the upper part (B. Ostrich, Industrial gas purification, Moscow: Chemistry, 1981, p. 532, Fig. 11-7a) - prototype.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность пылеулавливания за счет частичного возврата мелкодисперсной пыли в осевой патрубок.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of dust collection due to the partial return of fine dust to the axial nozzle.

Целью изобретения является повышение эффективности пылеулавливания.The aim of the invention is to increase the efficiency of dust collection.

Это достигается тем, что в акустическом циклоне содержащим корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, акустическую колонку с расположенным в верхней части генератором звуковых колебаний, акустическая колонка в своей нижней части соединена с осевым выходным патрубком очищенного газа и содержит коническую отбойную шайбу, установленную своим большим основанием в нижнем основании колонки, а полость, образованная поверхностями отбойной шайбы и колонки, связана байпасным отводом с периферийным вводом газового потока, причем в верхней части акустической колонки расположены выходной патрубок очищенного газа, а генератор звуковых колебаний связан с блоком управления, причем оптимальными параметрами для звуковой обработки являются: уровень звукового давления в диапазоне 130÷145 дБ, частота звуковых колебаний в диапазоне 900÷2000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5÷2,5 с, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 2 г/м³.This is achieved by the fact that in an acoustic cyclone containing a housing consisting of a cylindrical and conical parts, the peripheral input of the gas stream and the axial outlet of the purified gas located in its upper part, an acoustic column with an acoustic oscillation generator located in the upper part, an acoustic column in its lower part part connected to the axial outlet of the purified gas and contains a conical baffle plate installed with its large base in the lower base of the column, and the cavity formed the surfaces of the baffle plate and the column, connected bypass to the peripheral input of the gas stream, and in the upper part of the acoustic column there is a purified gas outlet pipe, and the sound generator is connected to the control unit, and the optimal parameters for sound processing are: sound pressure level in the range 130 ÷ 145 dB, the frequency of sound vibrations in the range of 900 ÷ 2000 Hz, the dubbing time in the range of 1.5 ÷ 2.5 s, the dust concentration in the air stream is at least 2 g / m ³ .

На фиг.1 изображен общий вид акустического циклона с подсоединением акустической колонки к вводу газового потока циклона, на фиг.2 - общий вид акустического циклона с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона.Figure 1 shows a General view of an acoustic cyclone with connecting an acoustic column to the input of the gas stream of the cyclone, Figure 2 is a General view of an acoustic cyclone with connecting an acoustic column to the axial outlet of the cyclone.

Акустический циклон с подсоединением акустической колонки к вводу газового потока циклона (вариант на фиг.1) содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, винтообразную крышку 3, выхлопную трубу 4, цилиндрическую часть корпуса 5, коническую часть 6 корпуса и фильтрующий элемент 7, выполненный в виде тела вращения и установленный на выходном патрубке 2. Ввод 1 газового потока циклона соединен воздуховодом 9 с акустической колонкой 8 в нижней ее части, а в верхней части колонки расположен входной патрубок 10 запыленного газового потока, причем генератор звуковых колебаний расположен в верхней части колонки и связан посредством цепочки 11 с блоком управления 12.An acoustic cyclone with an acoustic column connected to the gas flow inlet of the cyclone (variant of FIG. 1) comprises an inlet pipe 1 and an outlet pipe 2, a screw-shaped cover 3, an exhaust pipe 4, a cylindrical part of the housing 5, a conical part 6 of the housing and a filter element 7 made in the form of a body of revolution and mounted on the outlet pipe 2. The inlet 1 of the cyclone gas stream is connected by an air duct 9 to an acoustic column 8 in its lower part, and an inlet pipe 10 of a dusty gas stream is located in the upper part of the column, the sound oscillation generator is located in the upper part of the column and is connected through a chain 11 to the control unit 12.

Акустический циклон с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона (вариант на фиг.2) содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, винтообразную крышку 3, выхлопную трубу 4, цилиндрическую часть корпуса 5, коническую часть 6 корпуса и акустическую колонку 7, которая в своей нижней части соединена с осевым выходным патрубком 2 очищенного газа и содержит коническую отбойную шайбу 10, установленную своим большим основанием в нижнем основании акустической колонки, а полость, образованная поверхностями отбойной шайбы 10 и колонки 7, связана байпасным отводом 6 с периферийным вводом 9 газового потока, причем в верхней части акустической колонки расположены выходной патрубок 11 очищенного газа и генератор звуковых колебаний, связанный цепочкой 12 с блоком управления 13. На выходе патрубка 11 может быть установлен фильтрующий элемент (на чертеже не показан).The acoustic cyclone with connecting the speaker to the axial outlet of the cyclone (option in figure 2) contains an inlet 1 and an outlet pipe 2, a screw-like cover 3, an exhaust pipe 4, a cylindrical part of the housing 5, a conical part 6 of the housing and an acoustic column 7, which in its lower part it is connected to the axial outlet pipe 2 of the purified gas and contains a conical baffle plate 10 installed by its large base in the lower base of the speaker, and the cavity formed by the surfaces of the baffle plate ybe 10 and column 7, connected bypass 6 to the peripheral input 9 of the gas stream, and in the upper part of the speaker are the outlet pipe 11 of the purified gas and the sound generator connected by a chain 12 to the control unit 13. At the outlet of the pipe 11 can be installed filter element (not shown in the drawing).

Оптимальными параметрами для звуковой обработки являются: уровень звукового давления в диапазоне 130...145 дБ, частота звуковых колебаний в диапазоне 900...2000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2,5 с, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 2 г/м³.The optimal parameters for sound processing are: sound pressure level in the range of 130 ... 145 dB, sound frequency in the range of 900 ... 2000 Hz, sound time in the range of 1.5 ... 2.5 s, dust concentration in air a stream of at least 2 g / m ³ .

Предлагаемый акустический циклон работает следующим образом.The proposed acoustic cyclone operates as follows.

Запыленный газовый поток подается через патрубок 10 в акустическую колонку 8, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления 12. В звуковой колонке 8 происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы коагулируются, а крупные частицы оседают вниз колонны, откуда воздушный поток поступает на вторичную очистку в циклоне через воздуховод 9 на ввод 1. Здесь он закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и винтообразной крышки 3. Затем направляется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть 6 корпуса для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 2. При этом легкие мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в конической части корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 7, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 7 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа.The dusty gas stream is supplied through the pipe 10 to an acoustic column 8, the sound vibration parameters of which are adjusted from the control unit 12. In the sound column 8, dust particles are separated from the air, since under the influence of the sound field and the associated vibrational processes occurring in the air , dust particles coagulate, and large particles settle down the columns, from where the air stream enters the secondary cleaning in the cyclone through the duct 9 to the input 1. Here it is twisted due to the tangential peripheral input and screw-shaped cover 3. Then sent along a downward helical line along the walls of the apparatus. As a result, dust particles under the action of centrifugal force move from the center of the apparatus to the periphery and, reaching the walls of the apparatus, are transported down to the conical part 6 of the housing to collect the captured dust. The cleaned air is discharged from the cyclone through the outlet 2. In this case, light finely dispersed fractions of dust particles not trapped in the conical part of the housing are retained on the filtering element 7, while the vibrational energy is reduced, since the filtering element 7 is also an aerodynamic silencer of active noise ( sorption) type.

Фильтрующий элемент 7 может быть выполнен в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария, или в виде поверхности, образованной вращением вокруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например П-образного профиля или полуокружности (т.е. в виде полусферы), что увеличивает его площадь фильтрации и звукопоглощения. Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15...25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.The filter element 7 can be made in the form of a body of revolution, the axis of which coincides with the axis of the outlet pipe of the purified gas, for example a cylinder, cone, a truncated cone, hemisphere, or in the form of a surface formed by rotation around an axis coinciding with the axis of the outlet pipe of the purified gas, for example U-shaped profile or semicircle (i.e. in the form of a hemisphere), which increases its filtration and sound absorption area. The hydraulic resistance of the filter element is 15 ... 25% of the hydraulic resistance of the entire apparatus, and the material of the filter element has increased sound absorbing properties.

Работа акустического циклона с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона (вариант на фиг.2) осуществляется следующим образом.The operation of the acoustic cyclone with the connection of the acoustic column to the axial outlet of the cyclone (option in figure 2) is as follows.

Запыленный газовый поток подается через патрубок 9 на периферийный ввод 1 циклона. Здесь он закручивается за счет тангенциального ввода и винтообразной крышки 3. Затем направляется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть 6 корпуса для сбора уловленной пыли. Предварительно очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 2 и попадает в акустическую колонку 7, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления 13. В звуковой колонке 7 происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы коагулируются и крупные частицы оседают вниз звуковой колонки в полость, образованную поверхностями отбойной шайбы 10 и колонки, которая связана байпасным отводом 8 с периферийным вводом 9 газового потока. Отсюда часть воздушного потока с осевшими частицами пыли за счет явления эжекции вновь поступает по байпасному отводу 8 на ввод 9 и в циклон. Очищенный воздух выходит из верхней части колонки через патрубок 11, на конце которого может быть установлен фильтрующий элемент (на чертеже не показан).The dusty gas stream is supplied through the pipe 9 to the peripheral inlet 1 of the cyclone. Here it is twisted due to the tangential entry and a screw-shaped cover 3. Then it is guided along a downward spiral line along the walls of the apparatus. As a result, dust particles under the action of centrifugal force move from the center of the apparatus to the periphery and, reaching the walls of the apparatus, are transported down to the conical part 6 of the housing to collect the captured dust. Pre-cleaned air is discharged from the cyclone through the outlet pipe 2 and enters the acoustic column 7, the sound vibration parameters of which are adjusted from the control unit 13. In the sound column 7, dust particles are separated from the air, since under the influence of the sound field and the associated vibrational processes occurring in the air, dust particles coagulate and large particles settle down the sound column into the cavity formed by the surfaces of the baffle plate 10 and the column, which is connected bypass twater 8 9 with peripheral input gas stream. From here, part of the air flow with settled dust particles due to the phenomenon of ejection again enters the bypass outlet 8 to the input 9 and into the cyclone. The purified air leaves the upper part of the column through the pipe 11, at the end of which a filter element can be installed (not shown in the drawing).

Claims

1. An acoustic cyclone containing a housing consisting of a cylindrical and conical parts, located in its upper part, the peripheral input of the gas stream and the axial outlet of the purified gas, an acoustic column with an acoustic oscillator located in the upper part, characterized in that the acoustic column in its the lower part is connected to the axial outlet pipe of the purified gas and contains a conical baffle plate installed with its large base in the lower base of the column, and the cavity formed by rhnostyami baffle washer and columns associated with peripheral bypass tap input gas stream, wherein the top of the speaker is a purified gas outlet, a generator of sound vibrations is associated with the control unit.

2. The acoustic cyclone according to claim 1, characterized in that the optimal parameters for sound processing are the sound pressure level in the range of 130 ÷ 145 dB, the frequency of sound vibrations in the range of 900 ÷ 2000 Hz, the sounding time in the range of 1.5 ÷ 2.5 s, the concentration of dust in the air stream is not less than 2 g / m ³ .