RU2270726C1

RU2270726C1 - Vibroacoustic cyclone

Info

Publication number: RU2270726C1
Application number: RU2004117810/15A
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: 2006-02-27
Also published as: RU2004117810A

Abstract

FIELD: chemical industry; textile industry; food industry; light industry; other industries; dust trapping equipment.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the dust trapping equipment, in particular, to the vibroacoustic cyclone and may be used in chemical, textile, food, light and other industries for purification of the dusty gases. The cyclone contains the body consisting of the cylindrical and conical parts, the peripheral inlet of a gas stream allocated in upper part of the body, the axial outlet branch-pipe of the purified gas, the generator of the acoustic vibrations, the vibration exciter, the acoustic column. The lower part of the acoustic column is connected to the axial outlet branch-pipe of the purified gas and contains the conical deflecting washer installed by its greater base on the lower base of the column. The vacuity formed by the surfaces of the deflecting washer and the column is linked by a bypass piping to the circumferential inlet of the gas stream. In the upper part of the acoustic column there are the purified gas outlet branch-pipe and the generator of vibrations connected to the control unit. Fixation of the body conical section to the cylindrical part is realized by means of a resilient flange, and in the lower part of the body there is a fixed ring spring-loaded in respect to the base or the foundation by a resilient component, above which the generator of vibrations is fixed. The technical result of the invention is the increased effectiveness of the dust trapping by the vibroacoustic cyclone.

EFFECT: the invention ensures the increased effectiveness of the dust trapping by the vibroacoustic cyclone.

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 виброакустический циклон по а.с. СССР №893227, кл. В 01 D 35/06, 1981 г., содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенный в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, генератор звуковых колебаний, вибратор (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a vibroacoustic cyclone by AS USSR No. 893227, class In 01 D 35/06, 1981, 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, the sound generator, vibrator (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 виброакустический циклон, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенный в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, генератор звуковых колебаний, вибратор, снабжен акустической колонкой, которая 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 и генератор звуковых колебаний, связанный с блоком управления, причем на цилиндрической части корпуса закреплено кольцо, жестко связанное посредством кронштейнов с основанием или постаментом, а оставшаяся цилиндрическая часть корпуса с конической частью прикреплены к кольцу посредством дополнительного кольца и упругого элемента, при этом вибратор с блоком управления размещен на кольце, жестко связанном с конической частью циклона и с основанием через упругий элемент, при этом 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 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 2 г/м³, а для вибрационной обработки: уровень вибрации в диапазоне 70÷85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5÷125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 0,5 г/м³.This is achieved by the fact that the vibroacoustic cyclone, comprising 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, the sound generator, vibrator, is equipped with an acoustic column, which is connected in its lower part with an axial outlet pipe of purified gas and contains a conical baffle plate mounted with its large base in the lower base of the column, and a cavity formed by the surfaces of the baffle plate pipes and columns, 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 a sound oscillation generator connected to the control unit, and on the cylindrical part of the body there is a ring fixed rigidly connected by brackets to the base or pedestal and the remaining cylindrical part of the body with a conical part is attached to the ring by means of an additional ring and an elastic element, while the vibrator with the unit is controlled I am placed on a ring rigidly connected to the conical part of the cyclone and to the base through an elastic element, while the optimal parameters for sound processing are: sound pressure level in the range 130–145 dB, sound frequency in the range 900–2000 Hz, sound time in in the range of 1.5 ÷ 2.5 sec, the dust concentration in the air stream is not less than 2 g / m ³ , and for vibration processing: vibration level in the range of 70 ÷ 85 dB, vibration frequency in the range of 31.5 ÷ 125 Hz, time exposure 5 sec with an interval of 30 sec, the concentration of dust in the air Ther - not less than 0.5 g / m ^3.

На фиг.1 изображен общий вид виброакустического циклона с подсоединением акустической колонки к вводу газового потока циклона и вибратора к коническому бункеру, на фиг.2 - общий вид виброакустического циклона с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона и вибратора к коническому бункеру.Figure 1 shows a General view of a vibro-acoustic cyclone with connecting an acoustic column to the gas flow input of the cyclone and vibrator to a conical bunker, Figure 2 is a General view of a vibro-acoustic cyclone with connecting an acoustic column to the axial outlet pipe of a cyclone and a vibrator to a conical bunker.

Виброакустический циклон с подсоединением акустической колонки к вводу газового потока циклона и вибратора к коническому бункеру (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. Крепление конической части 6 корпуса к цилиндрической части 5 осуществляется посредством упругого фланца 13. В нижней части корпуса закреплено кольцо 14, подпружиненное относительно основания или постамента упругим элементом 16, а над ним закреплен вибратор 15.A vibroacoustic cyclone with an acoustic column connected to the gas flow inlet of the cyclone and vibrator to a conical hopper (option in FIG. 1) contains 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 the 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 is located in the upper part of the column 10 dusty gas stream, and the sound generator is located in the upper part of the column and is connected through a chain 11 to the control unit 12. The conical part 6 of the housing is attached to the cylindrical part 5 by means of an elastic flange 13. In the lower part of the housing, a ring 14 is fixed, spring-loaded relative to the base or pedestal of the elastic element 16, and above it is fixed a vibrator 15.

Виброакустический циклон с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона и вибратора к коническому бункеру (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). На цилиндрической части 5 корпуса закреплено кольцо 14, жестко связанное посредством кронштейнов 21 с основанием или постаментом, а оставшаяся цилиндрическая часть 5 корпуса с конической прикреплены к кольцу 14 посредством кольца 15 и упругого элемента 16. Вибратор 19 с блоком управления 20 размещен на кольце 17, жестко связанным с конической частью 6 и с основанием через упругий элемент 18.Vibroacoustic cyclone with connecting the acoustic column to the axial outlet pipe of the cyclone and vibrator to the conical hopper (option in figure 2) contains an inlet pipe 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 acoustic column 7, which in its lower part is connected to the axial outlet pipe 2 of the purified gas and contains a conical baffle plate 10, mounted with its large base in the lower base of the acoustic column, and the cavity, formed by the surfaces of the baffle plate 10 and column 7 is 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 cleaned gas and the sound generator connected by a chain 12 to the control unit 13. At the output of the pipe 11 may be a filter element is installed (not shown in the drawing). A ring 14 is fixed on the cylindrical part 5 of the body, rigidly connected by means of brackets 21 to the base or pedestal, and the remaining cylindrical part 5 of the body is tapered and attached to the ring 14 by means of the ring 15 and the elastic element 16. The vibrator 19 with the control unit 20 is placed on the ring 17, rigidly connected to the conical part 6 and to the base through the elastic element 18.

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 сек, 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 sec, dust concentration in the air a stream of at least 2 g / m ³ .

Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются: уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 0,5 г/м³.The optimal parameters for vibration processing are: vibration level in the range of 70 ... 85 dB, vibration frequency in the range of 31.5 ... 125 Hz, exposure time of 5 seconds with an interval of 30 seconds, the concentration of dust in the air stream is not less than 0, 5 g / m ³ .

Предлагаемый виброакустический циклон работает следующим образом.The proposed vibroacoustic 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 этого 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 of this, particles of dust 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 for collecting trapped dust. The purified 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 filter element 7, while the vibration-acoustic energy is reduced, since the filter element 7 is at the same time 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 filtering 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 P -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.

Для ускорения осаждения частиц пыли применяют их вибротранспортирование путем сообщения корпусным деталям циклона вибрации с заданными параметрами с помощью вибратора 15, установленного на кольце 14 (например, для варианта на фиг.1). Регулирование параметров возникающего вибродинамического режима осуществляют посредством блока управления.To accelerate the deposition of dust particles, they are vibrotransported by informing the hull parts of the cyclone of the vibration with the specified parameters using a vibrator 15 mounted on the ring 14 (for example, for the variant in figure 1). The parameters of the emerging vibrodynamic mode are controlled by the control unit.

Работа виброакустического циклона с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона и вибратора к коническому бункеру (вариант на фиг.2) осуществляется следующим образом.The operation of the vibro-acoustic cyclone with the connection of the acoustic column to the axial output pipe of the cyclone and vibrator to the conical hopper (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 этого 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). Для ускорения осаждения частиц пыли применяют их вибротранспортирование путем сообщения корпусным деталям циклона вибрации с заданными параметрами с помощью вибратора 19, установленного на кольце 17 (например, для варианта на фиг.2). Регулирование параметров возникающего вибродинамического режима осуществляют посредством блока управления 20.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 of this, particles of dust 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 for collecting trapped 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). To accelerate the deposition of dust particles, they are vibrotransported by informing the hull parts of the cyclone of the vibration with the specified parameters using a vibrator 19 mounted on the ring 17 (for example, for the variant in figure 2). The regulation of the parameters of the emerging vibrodynamic mode is carried out by means of the control unit 20.

Claims

1. Vibroacoustic 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 cleaned gas, sound generator, vibrator, characterized in that it is equipped with an acoustic column, which in its lower 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 by the surfaces of the baffle washers and columns, 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 a sound oscillation generator connected to the control unit, and on the cylindrical part of the body there is a ring fixed rigidly connected by brackets to the base or pedestal and the remaining cylindrical part of the body with a conical part is attached to the ring by means of an additional ring and an elastic element, while the vibrator with the control unit The ring is placed on a ring rigidly connected to the conical part of the cyclone and to the base through an elastic element.

2. The vibroacoustic cyclone according to claim 1, characterized in that the optimal parameters for sound processing are the sound pressure level in the range 130 ÷ 145 dB, the frequency of sound vibrations in the range 900 ÷ 2000 Hz, the dubbing time in the range of 1.5 ÷ 2.5 s, the dust concentration in the air stream is not less than 2 g / m ³ , and for vibration processing the vibration level is in the range of 70 ÷ 85 dB, the vibration frequency is in the range of 31.5 ÷ 125 Hz, the exposure time is 5 s with an interval of 30 s, the dust concentration in an air stream not less than 0.5 g / m ³ .