RU2337764C1

RU2337764C1 - Vortex dust extractor

Info

Publication number: RU2337764C1
Application number: RU2007126740/15A
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, axial inlet of dusty gas with vortex and ejection head which forms annular gap with inlet wall, fairing and conical deflector washer, and axial branch for treated gas outlet and peripheral secondary flow inlet with vortex located in the upper tank part. End of axial discharge branch carries 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 очистки газа от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности в системах пневмотранспорта, пневмоуборки, аспирации.The invention relates to techniques for cleaning gas from dust and can be used in various industries in pneumatic conveying systems, pneumatic cleaning, aspiration.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является вихревой пылеуловитель по патенту РФ №2256487, В01D 45/12 от 15.06.04, содержащий цилиндрический корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, который образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, обтекателем и конической отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a vortex dust collector according to the patent of Russian Federation No. 2256487, B01D 45/12 dated 06/15/04, containing a cylindrical body, an axial inlet of dusty gas with a swirl and an ejection nozzle, which forms an annular channel formed by conical surfaces with the inlet wall respectively, the axial inlet and ejection nozzle, a cowl and a conical bump washer, as well as an axial nozzle located in the upper part of the housing for the output of purified gas and peripheral input of the secondary sweat Single with swirler (prototype).

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

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

Это достигается тем, что в вихревом пылеуловителе, содержащем цилиндрический корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, который образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, обтекателем и конической отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, 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 фильтр-патрон, выполненный в виде цилиндрического 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 фильтра-патрона расположена система регенерации фильтра-патрона, 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 фильтра-патрона 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 vortex dust collector containing a cylindrical body, the axial inlet of dusty gas with a swirl and an ejection nozzle, which forms an annular channel with the inlet wall formed by the conical surfaces of the axial inlet and ejection nozzle, the cowl and the conical breaker, respectively, as well as in the upper part of the casing, an axial nozzle for removing purified gas and a peripheral inlet of the secondary stream with a swirl; a filter is fixed to the end of the axial nozzle for purified gas the 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, a filter element is fixed, and located on the upper blind flange of the filter cartridge a regeneration system for the filter cartridge is provided, the dust collecting bin 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 lock feeder or a mobile dust collecting container, the filter element of the filter cartridge being made in the form 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 fiber fixing methods: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from: natural fibers of animal and vegetable origin (woolen, linen, cotton, silk; artificial organic fibers (lavsan, nitron, nylon, chlorin, oxalon, polypropylene, polyvinyl chloride, fluoroplastic, teflon); artificial inorganic fibers (e.g. glass fiber).

На фиг.1 представлен вихревой пылеуловитель, общий вид, на фиг.2 - общий вид фильтров-патронов различного типоразмера, на фиг.3 - система механической регенерации фильтра-патрона, на фит.4 - система импульсной регенерации фильтра-патрона.Figure 1 shows the vortex dust collector, a General view, figure 2 is a General view of the filter cartridges of various sizes, figure 3 is a system of mechanical regeneration of the filter cartridge, on fit.4 is a system of pulse regeneration of the filter cartridge.

Вихревой пылеуловитель содержит цилиндрический корпус 1 с бункером 2, осевой ввод 3 с завихрителем 4, обтекателем 5, отбойной шайбой 6 и эжекционным насадком 7, ввод 8 вторичного потока с завихрителем 9, осевок патрубок 10 для вывода очищенного газа. На конце осевого патрубка 10 очищенного газа через диффузор закреплен фильтрующий элемент 13, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.The vortex dust collector contains a cylindrical housing 1 with a hopper 2, an axial inlet 3 with a swirl 4, a cowl 5, a breaker washer 6 and an ejection nozzle 7, an inlet 8 of the secondary flow with a swirl 9, and a sowing nozzle 10 for removing purified gas. At the end of the axial pipe 10 of the purified gas, a filter element 13 is fixed through a diffuser, the material of which has enhanced sound-absorbing properties.

Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента 13 составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата. Фильтрующий элемент 13 представляет собой фильтр-патрон 14, выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса 15 с верхним 12 и нижним 11 фланцами, на котором посредством ремешков 16, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент 13, а на верхнем глухом фланце 12 фильтра-патрона расположена система регенерации фильтра-патрона. Бункер 2 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 (на чертежах 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 14, made in the form of a cylindrical wire or rod frame 15 with the upper 12 and lower 11 flanges, on which through the straps 16 located in a plane perpendicular to the axis of the frame, the filter element 13 is fixed, and on the upper blind the filter cartridge flange 12 is a filter cartridge regeneration system. The dust collecting bin 2 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 feeder or a mobile dust collecting container (not shown in the drawings).

Фильтрующий элемент 13 фильтра-патрона 14 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 14 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 fiber fixing methods: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from natural fibers of animal and vegetable origin (woolen, linen, cotton, silk; artificial organic fibers (lavsan, nitron, nylon , chlorin, oxalon, polypropylene, polyvinyl chloride, fluoroplastic, teflon); artificial inorganic fibers (for example, glass fiber).

Система регенерации фильтра-патрона выполнена импульсной (фиг.4) с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами (на чертежах не показано), соплами Вентури 17, продувочными трубами 18 с соплами 19 на концах и блоком управления регенерацией, соединенным с общим микропроцессором (на чертежах 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 фильтра-патрона по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости, соосно фильтрующему элементу 14, закреплен вытеснитель 20 конической формы.The regeneration system of the filter cartridge is made pulse (Fig. 4) with a receiver of compressed air, electromagnetic valves (not shown in the drawings), Venturi nozzles 17, purge pipes 18 with nozzles 19 at the ends and a regeneration control unit connected to a common microprocessor (in the drawings not shown) that controls the filter in all filtration modes, and the excess pressure of compressed air is about P _and = 0.4 ... 0.8 Pa; pulse duration τ = 0.1 ... 0.2 s; and for the uniformity of the regeneration process of the filter cartridge over the entire surface of the filter element in its inner cavity, coaxial to the filter element 14, a conical displacer 20 is fixed.

Система регенерации фильтра-патрона 14 выполнена механической с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу 21, соосно расположенном с фильтрующим элементом, по крайней мере двух пластин 22 и 23, причем вал 21 приводится во вращение от привода (на чертежах не показано), закрепленного на верхнем глухом фланце фильтра-патрона и состоящего из электродвигателя, редуктора, и блока управления регенерацией, соединенного с общим микропроцессором (на чертежах не показано), а пластины входят во впадины гофра фильтрующего элемента не более чем на 25% высоты гофра.The regeneration system of the filter cartridge 14 is made mechanical with a regeneration mechanism made in the form of at least two plates 22 and 23, coaxially mounted with the filter element 21, and the shaft 21 is rotated from the drive (not shown in the drawings) mounted on the upper blind flange of the filter cartridge and consisting of an electric motor, gearbox, and a regeneration control unit connected to a common microprocessor (not shown in the drawings), and the plates enter the corrugations of the filter element NTA is not more than 25% of the height of the corrugation.

Вихревой пылеуловитель работает следующим образом.Vortex dust collector operates as follows.

Пылегазовый поток входит через ввод 8 и, закручиваясь лопаточным завихрителем 9, двигается вниз в корпусе 1. Навстречу ему снизу через осевой ввод 3 подается первичный запыленный газ, который закручивается аксиально-лопаточным завихрителем 4 в ту же сторону, что и нисходящий вторичный поток. Частицы пыли при этом под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпуса 1. Закрученный вторичный поток, наталкиваясь на отбойную шайбу 6, частично разворачивается, взаимодействуя с первичным потоком, исходящим из центрального ввода 3. Частицы пыли, обладающие большей инерцией, отделяются от потока при его повороте у отбойной шайбы 6 и через зазор между ней и стенками корпуса 1 вылетают в бункер 2. В бункере 2 создается разрежение благодаря эжекционной насадке 7, установленной в осевом вводе 3 вплотную к завихрителю 4. Отсасываемый эжектором поток, который может содержать самые мелкие частицы пыли, особенно с малым удельным весом и размером менее 10 мкм (легкие твердые частицы), поступает сразу на лопатки завихрителя 4, причем на максимальном радиусе, что обеспечивает максимальную их закрутку и вывод с периферии газовой струи во вторичный поток и затем опять в бункер 2. Это способствует оптимальному взаимодействию закрученной струи первичного потока с нисходящими потоком закрученного вторичного потока и повышению эффективности пылеулавливания за счет возврата в бункер частиц пыли с малым удельным весом. Установка фильтра-патрона 13 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 фильтра-патрона 13 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.The dust-gas flow enters through the inlet 8 and, spinning with a blade swirl 9, moves downward in the housing 1. A dusty primary gas is supplied towards it from below through the axial inlet 3, which swirls with an axial-blade swirl 4 in the same direction as the descending secondary stream. In this case, dust particles are thrown to the walls of the housing under the action of centrifugal forces 1. The swirling secondary stream, encountering the baffle plate 6, partially unfolds, interacting with the primary stream coming from the central inlet 3. Dust particles with greater inertia are separated from the stream when it turning at the baffle plate 6 and through the gap between it and the walls of the housing 1 fly into the hopper 2. In the hopper 2 creates a vacuum due to the ejection nozzle 7 installed in the axial inlet 3 close to the swirl 4. Suction an ejector, a stream that can contain the smallest dust particles, especially with a small specific gravity and a size of less than 10 microns (light solid particles), flows directly to the blades of the swirler 4, and at the maximum radius, which ensures their maximum swirling and removal from the periphery of the gas stream into the secondary stream and then back to hopper 2. This contributes to the optimal interaction of the swirling stream of the primary stream with the downward flow of the swirling secondary stream and to increase the efficiency of dust collection by returning to the bun ker dust particles with a low specific gravity. The installation of the filter cartridge 13 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 13 can be carried out both by a mechanical regeneration system and by pulsed purging 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 containing a cylindrical body, an axial inlet of dusty gas with a swirl, an ejection nozzle, a cowl and a conical baffle plate, while the conical surfaces of the axial inlet and ejection nozzle form an annular channel, as well as an axial nozzle located in the upper part of the body for outputting a cleaned gas and peripheral inlet of the secondary stream with a swirl, characterized in that at the end of the axial nozzle for output of the purified gas a filter element is fixed, the material of which has increased sound-absorbing properties, and the hydraulic resistance of the filter element is not more than 50% of the hydraulic resistance of the entire apparatus, while the filter element is a filter cartridge made in the form of a cylindrical rod frame with upper and lower flanges, on which by means of straps located in the plane perpendicular to the axis of the frame, the filter material is fixed, and on the upper flange of the filter cartridge there is a system for regenerating the filter cartridge, and the hopper I dust collection 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 gateway feeder or a mobile container for collecting dust, while the filter material is made in the form of a corrugated cylindrical shell, and the filter cartridge regeneration system is made mechanical with a regeneration mechanism made in the form of at least two plates coaxially located on the shaft coaxially located with the filtering element, the shaft being driven in about rotation from the drive, mounted on the upper flange of the filter cartridge, and consisting of an electric motor and a gearbox, and the plates enter the hollows of the filter element corrugation not more than 25% of the corrugation height, the regeneration system comprising a regeneration control unit connected to the microprocessor.

2. The vortex 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 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: woolen, linen, cotton, silk; artificial organic fibers: lavsan, nitron, nylon, chlorin, oxalon, polypropylene; polyvinyl chloride, fluoroplastic, teflon, artificial inorganic fibers, such as glass fiber.