RU2337763C1

RU2337763C1 - Vortex dust extractor

Info

Publication number: RU2337763C1
Application number: RU2007126739/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лиди Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина; Надежда Игоревна Горнушкина (RU); Надежда Игоревна Горнушкина; Дарь Олеговна Павлова (RU); Дарья Олеговна Павлова; Ольга Юрьевна Дорушенкова (RU); Ольга Юрьевна Дорушенкова; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева; Ирина Юрьевна Зубова (RU); Ирина Юрьевна Зубова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2008-11-10

Abstract

FIELD: motors and pumps.

SUBSTANCE: dust extractor includes cylindrical case with conical tank and axial input branch in the lower tank part and secondary flow feed branch and discharge branch in the upper part, discharge branch featuring filtering element attached to its end. Filtering element is a filter cartridge in the form of cylindrical rod frame with top and bottom flanges, carrying filtering element fixed by straps perpendicular to the frame axis. Recovery system of filter cartridge is mounted on its top flange. Dust collecting tank has conical or pyramidal shape with wall tilt angle exceeding natural repose angle of extracted dust and is connected to gate feeder or mobile vessel for dust collection. Filtering element of filter cartridge has form of crimped cylindrical shell.

EFFECT: improved efficiency of dust extraction process.

2 cl, 4 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 вихревой пылеуловитель по патенту РФ №2256486, В01D 45/12 от 15.06.04, содержащий цилиндрический корпус с коническим бункером и расположенным в его нижней части осевым входным патрубком, на выходе которого установлены жалюзийный завихритель, расположенный на торцевой поверхности цилиндра, являющегося продолжением осевого входного патрубка, но имеющего больший диаметр, обтекатель и отбойная шайба, размещенные на торцевой поверхности цилиндра, а также размещенные в верхней части патрубок для ввода вторичного потока и выходной патрубок (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a vortex dust collector according to the patent of the Russian Federation No. 2256486, B01D 45/12 dated 06/15/04, containing a cylindrical body with a conical hopper and an axial inlet pipe located in its lower part, at the outlet of which there is a louvered swirl located on the end surface of the cylinder, which is a continuation of the axial inlet pipe, but having a larger diameter, a cowl and a breaker washer located on the end surface of the cylinder, as well as located in the upper part and a pipe for introducing a secondary stream and an outlet pipe (prototype).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process.

Технический результат - повышение эффективности процесса пылеулавливания.The technical result is an increase in the efficiency of the dust collection process.

Это достигается тем, что в пылеуловителе вихревом, содержащем цилиндрический корпус с коническим бункером и расположенным в его нижней части осевым входным патрубком, на выходе которого установлены жалюзийный завихритель, расположенный на торцевой поверхности цилиндра, являющегося продолжением осевого входного патрубка, но имеющего больший диаметр, обтекатель и отбойная шайба, размещенные на торцовой поверхности цилиндра, а также размещенные в верхней части патрубок для ввода вторичного потока и выходной патрубок, на конце осевого патрубка очищенного газа закреплен фильтрующий элемент, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами, а гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтрпатрон, выполненный в виде цилиндрическою проволочного или стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент, а на верхнем глухом фланце фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона, причем бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли, причем фильтрующий элемент фильтрпатрона выполнен в виде сплошной или гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного фильтровального материала или тканых материалов со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые, с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные, с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканых материалов со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из естественных волокон животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые), искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон), искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно).This is achieved by the fact that in the dust collector a vortex containing a cylindrical body with a conical hopper and an axial inlet pipe located in its lower part, at the outlet of which there is a louvre swirl located on the end surface of the cylinder, which is a continuation of the axial inlet pipe, but having a larger diameter, a cowl and a breaker washer located on the end surface of the cylinder, as well as located on the upper part of the pipe for the input of the secondary stream and the output pipe, at the end of the axial a purified gas tube is fixed to a filter element, the material of which has improved sound absorbing properties, and the hydraulic resistance of the filter element is not more than 50% of the hydraulic resistance of the entire apparatus, the filter element is a filter cartridge made in the form of a cylindrical wire or rod frame with upper and lower flanges, on which by means of straps located in a plane perpendicular to the axis of the frame, the filter element is fixed, and on the top the blind side of the filter cartridge has a filter cartridge regeneration system, and the dust collection bin is made in a conical or pyramidal shape with an angle of inclination of the walls exceeding the angle of repose of the captured dust and connected to a gate feeder or a mobile dust collection container, and the filter element of the filter cartridge is made in the form of a continuous or corrugated cylindrical shell made of paper filter material or woven materials with weaving methods: linen, twill, satin, woo fibers in a thread: staple, filament, textured, with surface treatment: smooth and brushed, or non-woven materials with methods for fixing fibers: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from natural fibers of animal and vegetable origin (wool, linen, cotton, silk), artificial organic fibers (lavsan, nitron, capron, chlorin, oxalon, polypropylene, polyvinyl chloride, fluoroplastic, teflon), artificial inorganic fibers (for example EP, glass fiber).

На фиг.1 представлен вихревой пылеуловитель, общий вид, на фиг.2 - общий вид фильтрпатронов различного типоразмера, на фиг.3 - система механической регенерации фильтрпатрона, на фиг.4 - система импульсной регенерации фильтрпатрона.Figure 1 presents a vortex dust collector, a General view, figure 2 is a General view of the filter cartridge of various sizes, figure 3 - system of mechanical regeneration of the filter cartridge, figure 4 - system of pulse regeneration of the filter cartridge.

Пылеуловитель вихревой содержит цилиндрический корпус 4 с коническим бункером 11, расположенным в нижней части. Осевой входной патрубок 5 и патрубок 6 заканчиваются цилиндром 7 большего диаметра, на торцевой поверхности которого выполнен завихритель 8 жалюзийного типа с лопастями 9 для закручивания первичного пылегазового потока. Лопасти 9 получены методом неполной просечки и последующего отгиба их на требуемый угол. Их количество определяется требованиями к аэродинамическим характеристикам закрученного потока и должно быть не менее 4-х. В верхней части корпуса тангенциально ему расположен патрубок 1 для ввода вторичного потока с лопаточным завихрителем 2. Выходной патрубок 3, установленный на лопаточном завихрителе 2, служит для вывода очищенного воздуха. Обтекатель 12 и отбойная шайба 10 также размещены на торцевой поверхности цилиндра 7. Жалюзийный завихритель 8 может быть расположен на конической поверхности обтекателя, являющегося продолжением цилиндра 7, а отбойная шайба 10 может быть установлена на боковой поверхности цилиндра 7 и профиль ее выполнен в виде треугольника.The vortex dust collector contains a cylindrical housing 4 with a conical hopper 11 located in the lower part. The axial inlet pipe 5 and pipe 6 end with a cylinder 7 of a larger diameter, on the end surface of which a louvre swirl 8 is made with blades 9 for twisting the primary dust and gas stream. The blades 9 were obtained by the method of incomplete cutting and their subsequent bending to the required angle. Their number is determined by the requirements for the aerodynamic characteristics of the swirling flow and should be at least 4. In the upper part of the casing, there is a tangentially disposed pipe 1 for introducing a secondary flow with a blade swirl 2. An output pipe 3 mounted on a blade swirl 2 serves to remove purified air. The cowl 12 and the baffle plate 10 are also located on the end surface of the cylinder 7. The louvre swirl 8 can be located on the conical surface of the cowl, which is a continuation of the cylinder 7, and the baffle plate 10 can be mounted on the side surface of the cylinder 7 and its profile is made in the form of a triangle.

На конце выходного патрубка 3 очищенного газа через диффузор 18 закреплен фильтрующий элемент 13, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.At the end of the outlet pipe 3 of the purified gas through the diffuser 18 is fixed a filter element 13, the material of which has improved sound absorbing properties.

Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента 13 составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата. Фильтрующий элемент 13 представляет собой фильтрпатрон 16, выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса 17 с верхним 15 и нижним 14 фланцами, на котором посредством ремешков 19, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрпатрон 16, а на верхнем глухом фланце 15 фильтрпатрона 16 расположена система регенерации фильтрпатрона. Бункер 11 для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым шпателем или передвижной емкостью для сбора пыли (на чертеже не показано).The hydraulic resistance of the filter element 13 is not more than 50% of the hydraulic resistance of the entire apparatus. The filter element 13 is a filter cartridge 16, made in the form of a cylindrical wire or rod frame 17 with the upper 15 and lower 14 flanges, on which the filter cartridge 16 is fixed by means of straps 19 located in a plane perpendicular to the axis of the frame, and on the upper blind flange 15 of the filter cartridge 16 is a filter cartridge regeneration system. The dust collecting bin 11 is conical or pyramidal in shape with an angle of inclination of the walls exceeding the angle of repose of the captured dust, and is connected to a lock trowel or a mobile dust collecting container (not shown in the drawing).

Фильтрующий элемент 13 фильтрпатрона 16 выполнен в виде сплошной или гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного фильтровального материала или тканых материалов со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые, с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные, с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканых материалов со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из естественных волокон животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые), искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон), искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно).The filter element 13 of the filter cartridge 16 is made in the form of a continuous or corrugated cylindrical shell of paper filter material or woven materials with weaving methods: linen, twill, satin, with the types of fibers in the thread: staple, filament, textured, with surface treatment: smooth and brushed, or non-woven materials with methods of fixing fibers: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from natural fibers of animal and vegetable convergence (wool, linen, cotton, silk), synthetic organic fibers (polyester, nitrone, nylon, chlorine, oksalon, polypropylene, polyvinyl chloride, Teflon, Teflon), synthetic inorganic fibers (e.g., glass fibers).

Система регенерации фильтрпатрона выполнена импульсной (фиг.4) с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами (на чертеже не показано), соплами Вентури 20, продувочными трубами 21 с соплами 22 на концах и блоком управления регенерацией, соединенным с общим микропроцессором (на чертеже не показано), управляющим работой фильтра во всех режимах фильтрации, причем избыточное давление сжатого воздуха составляет порядка Р_и=0,4...0,8 Па; длительность импульса τ=0,1...0,2 с; а для равномерности процесса регенерации фильтрпатрона по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости, соосно фильтрующему элементу 13, закреплен вытеснитель 23 конической формы. Система регенерации фильтрпатрона 16 выполнена механической с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу 24, соосно расположенном с фильтрующим элементом, по крайней мере двух пластин 25 и 26, причем вал 24 приводится во вращение от привода (на чертеже не показано), закрепленного на верхнем глухом фланце фильтрпатрона и состоящего из электродвигателя, редуктора и блока управления регенерацией, соединенного с общим микропроцессором (на чертеже не показано), а пластины входят во впадины гофра фильтрующего элемента не более чем на 25% высоты гофра.The filter cartridge regeneration system is made pulsed (Fig. 4) with a compressed air receiver, electromagnetic valves (not shown in the drawing), Venturi nozzles 20, purge pipes 21 with nozzles 22 at the ends and a regeneration control unit connected to a common microprocessor (not shown in the drawing ) that controls the operation of the filter in all filtration modes, and the excess pressure of compressed air is of the order of P _and = 0.4 ... 0.8 Pa; pulse duration τ = 0.1 ... 0.2 s; and for uniformity of the regeneration process of the filter cartridge over the entire surface of the filter element in its internal cavity, coaxial to the filter element 13, a conical displacer 23 is fixed. The regeneration system of the filter cartridge 16 is made mechanical with a regeneration mechanism made in the form of at least two plates 25 and 26, coaxially located with the filter element, and the shaft 24 is rotated from the drive (not shown), fixed on the upper blind flange of the filter cartridge and consisting of an electric motor, gearbox and regeneration control unit, connected to a common microprocessor (not shown in the drawing), and the plates enter the corrugations of the filter element n more than 25% of the height of the corrugation.

Пылеуловитель вихревой работает следующим образом.The vortex dust collector works as follows.

Запыленный газовый поток поступает в вихревой пылеуловитель через патрубок 5 в качестве первичного потока, закручивается жалюзийным завихрителем 8 и движется вдоль оси аппарата по восходящей винтовой линии. Другая часть запыленного потока поступает в пылеуловитель через патрубок 1 в качестве вторичного потока, закручивается лопаточным завихрителем 2 и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата. В вихревом пылеуловителе происходит взаимодействие потоков, в результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии, достигают стенок аппарата и транспортируются вниз в бункер 11 для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из вихревого пылеуловителя через выходной патрубок 3.The dusty gas stream enters the vortex dust collector through the nozzle 5 as the primary stream, is twisted by a louvre swirler 8 and moves along the axis of the apparatus in an ascending helix. Another part of the dusty stream enters the dust collector through the pipe 1 as a secondary stream, twists with a blade swirl 2 and moves further along a downward spiral line along the walls of the apparatus. In the vortex dust collector, flows interact, as a result of which particles of dust under the action of centrifugal force move from the center of the apparatus to the periphery, reach the walls of the apparatus and are transported down to the hopper 11 to collect trapped dust. The purified air is discharged from the vortex dust collector through the outlet pipe 3.

Для предотвращения возникновения около оси аппарата обратных токов газа, которые препятствуют движению частиц, находящихся в центральной части, от центра к периферии, в корпусе вихревого пылеуловителя установлено центральное коническое тело 9, геометрическая форма которого вытесняла бы объем аппарата, занятый обратными (вторичными) токами газа. При этом ликвидируется зона обратных токов и ничто не препятствует движению частиц от центральной зоны к периферии и их улавливанию. Установка фильтрпатрона 16 на выходе очищенного газа позволяет обеспечить высокую эффективность отделения мелких частиц с малым удельным весом и довести запыленность воздуха рабочей зоны до санитарно-гигиенических норм. Регенерация фильтрпатрона 16 может осуществляться как механической системой регенерации, так и импульсной продувкой сжатого воздуха. Ту или иную схему регенерации выбирают в зависимости от конкретных условий работы аппарата.To prevent the occurrence of reverse gas currents near the apparatus axis, which impede the movement of particles located in the central part, from the center to the periphery, a central conical body 9 is installed in the vortex dust collector body, whose geometric shape would displace the volume of the apparatus occupied by reverse (secondary) gas currents . In this case, the reverse current zone is eliminated and nothing prevents the movement of particles from the central zone to the periphery and their capture. The installation of a filter cartridge 16 at the outlet of the purified gas allows for high efficiency of separation of small particles with a low specific gravity and to bring the dust content of the air of the working area to sanitary standards. The regeneration of the filter cartridge 16 can be carried out both by a mechanical regeneration system and by pulsed blowing of compressed air. A particular regeneration scheme is selected depending on the specific operating conditions of the apparatus.

Предлагаемое устройство надежно в работе и эксплуатации и может быть использовано для пылегазоочистки в различных отраслях промышленности.The proposed device is reliable in operation and operation and can be used for dust and gas cleaning in various industries.

Claims

1. A vortex dust collector comprising a cylindrical housing with a conical hopper and an axial inlet pipe located at its lower part, at the outlet of which there is a louvre swirl located on the end surface of the cylinder, which is a continuation of the axial inlet pipe, but having a larger diameter, a cowl and a breaker washer, located on the end surface of the cylinder, as well as placed on the upper part of the pipe for the input of the secondary stream and the output pipe, characterized in that at the end of the output the filter element is fixed, the material of which has improved sound absorbing properties, and the hydraulic resistance of the filter element is not more than 50% of the hydraulic resistance of the entire apparatus, the filter element is a filter cartridge made in the form of a cylindrical rod frame with upper and lower flanges, on which through straps located in a plane perpendicular to the axis of the frame, the filter material is fixed, and located on the upper flange of the filter cartridge and a filter cartridge regeneration system, wherein the dust collecting bin is conical or pyramidal with a wall inclination angle greater than the angle of repose of the captured dust, and connected to a gate feeder or a mobile dust collecting container, the filter cartridge filter element being made in the form of a corrugated cylindrical shell wherein the filter cartridge regeneration system is made mechanical with a regeneration mechanism made in the form of rigidly fixed to the shaft, coaxially located with the filter m element of at least two plates, the shaft being rotated by a drive mounted on the upper flange of the filter cartridge and consisting of an electric motor and gearbox, and the plates enter the grooves of the filter element not more than 25% of the height of the corrugation, and the regeneration system contains a regeneration control unit connected to a microprocessor.

2. The dust collector according to claim 1, characterized in that paper or woven materials with weaving methods are used as filter material: linen, twill, satin, with the types of fibers in the thread: staple, filament, textured, with surface treatment: smooth and nap, or non-woven materials with methods of fixing fibers: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from natural fibers of animal and vegetable origin: wool, linen, cotton umazhnye, silk, synthetic organic fibers: polyester, nitrone, nylon, chlorine, oksalon, polypropylene, polyvinyl chloride, Teflon, Teflon, synthetic inorganic fibers such as glass fiber.