RU2338600C1

RU2338600C1 - Cyclone

Info

Publication number: RU2338600C1
Application number: RU2007126741/15A
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: 2008-11-20

Abstract

FIELD: technology of dust collecting.

SUBSTANCE: cyclone contains case, composed of cylindrical and conic parts, peripheral inlet of gas flow, made in form of inlet branch pipe and exhaust pipe for removal of purified gas, upper and lower cases with located in them internal barrel. In the exhaust pipe dissector connected with filtering element is placed. Filtering element is a filter-chuck, fixed by lower flange on diffuser, connected with exhaust pipe, and made in form of cylindrical rod framework with upper and lower flanges, on which by means of straps, placed in plane perpendicular to axis of framework, filtering material is fixed. On upper flange of filter-chuck regeneration system is placed. Bunker for dust collecting is made of conic or pyramidal form with angle of walls inclination, exceeding natural slope of collected dust, and connected with sluice feeder or mobile reservoir for dust collecting. Filtering element is made in form of corrugated conical casing.

EFFECT: increase of efficiency and reliability of dust collecting process.

3 cl, 5 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 циклон по патенту RU №2257959, В04С 5/12 от 15.06.04, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу для выхода очищенного газа, верхний и нижний корпуса с размещенным в них внутренним стаканом с водосборником и сливной трубкой, причем в выхлопной трубе размещен рассекатель, связанный с фильтрующим элементом, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a cyclone according to patent RU No. 2257959, B04C 5/12 dated 06/15/04, containing a housing consisting of a cylindrical and conical parts, a peripheral input of a gas stream, made in the form of an inlet pipe, and an exhaust device containing an exhaust pipe for the outlet of the purified gas, upper and lower bodies with an inner cup placed therein with a water collector and a drain pipe, and in the exhaust pipe there is a divider connected to the filter element, the material of which has Accelerating sound-absorbing properties (the 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 и надежности процесса пылеулавливания.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process.

Это достигается тем, что в циклоне, содержащем корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу для выхода очищенного газа, верхний и нижний корпуса с размещенным в них внутренним стаканом с водосборником и сливной трубкой, причем в выхлопной трубе размещен рассекатель, связанный с фильтрующим элементом, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами, гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон, закрепленный нижним фланцем на диффузоре, соединенном с выхлопной трубой, и 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 фильтр-патрона расположена система регенерации фильтр-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 фильтр-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 a cyclone containing a housing consisting of a cylindrical and conical parts, the peripheral input of the gas stream, made in the form of an inlet pipe, and an exhaust device containing an exhaust pipe for the outlet of the purified gas, the upper and lower housings with an internal a glass with a water collector and a drain pipe, and in the exhaust pipe there is a divider connected to the filter element, the material of which has improved sound absorbing properties, hydraulic resistance of fil The exhaust element is not more than 50% of the hydraulic resistance of the entire apparatus, the filter element is a filter cartridge mounted on the diffuser by a lower flange connected to the exhaust pipe and made in the form of a cylindrical wire or rod frame with upper and lower flanges, on which the straps located in a plane perpendicular to the axis of the frame, the filter element is fixed, and on the upper blind flange of the filter cartridge there is a filter cartridge regeneration system, 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 is connected to a gate feeder or a mobile container for collecting dust, the filter element of the filter cartridge being 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; 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 и 5 изображен общий вид циклона, на фиг.2 - общий вид фильтр-патронов различного типоразмера, на фиг.3 - схема механической системы регенерации фильтр-патрона, фиг.4 - схема импульсной системы регенерации фильтр-патрона.Figure 1 and 5 shows a General view of the cyclone, figure 2 is a General view of the filter cartridges of various sizes, figure 3 is a diagram of a mechanical system for regenerating a filter cartridge, figure 4 is a diagram of a pulse system for regenerating a filter cartridge.

Циклон содержит корпус (фиг.1), состоящий из цилиндрической 1 и конической 2 частей, крышку 4, периферийный ввод 3 газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу 7 для выхода очищенного газа, верхний 6 и нижний 5 корпуса с размещенным в них внутренним стаканом 16 с водосборником 18 и сливной трубкой 17. В выхлопной трубе 7 размещен рассекатель 8, связанный с фильтрующим элементом 13, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.The cyclone contains a housing (figure 1), consisting of a cylindrical 1 and conical 2 parts, a cover 4, a peripheral input 3 of the gas stream, made in the form of an inlet pipe, and an exhaust device containing an exhaust pipe 7 for the outlet of the purified gas, the upper 6 and lower 5 of the housing with the inner cup 16 housed in them with a water collector 18 and a drain pipe 17. In the exhaust pipe 7 there is a divider 8 connected to the filtering element 13, 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 представляет собой фильтр-патрон (фиг.2), закрепленный нижним фланцем 10 на диффузоре 9, соединенном с выхлопной трубой 7, и выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса 14 с верхним 12 и нижним 10 фланцами, на котором посредством ремешков 19, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса 14, закреплен фильтрующий элемент 11, а на верхнем глухом фланце 12 фильтр-патрона 13 расположена система регенерации фильтр-патрона (на чертеже не показано), причем 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 чертеже не показано), причем фильтрующий элемент 11 фильтр-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).The hydraulic resistance of the filter element 13 is not more than 50% of the hydraulic resistance of the entire apparatus, the filter element is a filter cartridge (figure 2), mounted by a lower flange 10 on a diffuser 9 connected to the exhaust pipe 7, and made in the form of a cylindrical wire or the core frame 14 with the upper 12 and lower 10 flanges, on which by means of straps 19 located in a plane perpendicular to the axis of the frame 14, the filter element 11 is fixed, and on the upper blind flange 12 of the filter cartridge and 13 there is a filter cartridge regeneration system (not shown in the drawing), moreover, the dust collecting bin 2 is conical or pyramidal 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 ( not shown), moreover, the filter element 11 of the filter cartridge is made in the form of a continuous or corrugated cylindrical shell of paper filter material or woven materials with weaving methods: linen e, 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).

Система регенерации фильтр-патрона 13 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 (на чертеже не показано), 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 фильтр-патрона 13 по всей поверхности фильтрующего элемента 11 во внутренней его полости, соосно фильтрующему элементу, закреплен вытеснитель 23 конической формы.The regeneration system of the filter cartridge 13 is made pulse (figure 4) with a receiver of compressed air, electromagnetic valves (not shown), venturi nozzles 20, purge pipes 21 with nozzles 22 at the ends and a regeneration control unit (not shown), 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 about 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 13 over the entire surface of the filter element 11 in its inner cavity, coaxial to the filter element, a conical displacer 23 is fixed.

Система регенерации фильтр-патрона 13 выполнена механической (фиг.3) с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу 24, соосно расположенном с фильтрующим элементом 11, 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 12 фильтр-патрона 13 и состоящего из электродвигателя, редуктора, и блока управления регенерацией, соединенного с общим микропроцессором (на чертеже не показано), а пластины 25 и 26 входят во впадины гофра фильтрующего элемента 11 не более чем на 25% высоты гофра.The regeneration system of the filter cartridge 13 is made mechanical (Fig. 3) with a regeneration mechanism made in the form of rigidly fixed on the shaft 24, coaxially located with the filtering element 11, at least two plates 25 and 26, and the shaft 24 is rotated from the drive (not shown in the drawing), mounted on the upper blind flange 12 of the filter cartridge 13 and consisting of an electric motor, gearbox, and a regeneration control unit connected to a common microprocessor (not shown in the drawing), and plates 25 and 26 enter the corrugations of the filter guide member 11 is not more than 25% of the height of the corrugation.

В корпусе 1 на расстоянии h от среза внутреннего стакана 16 диаметром d соосно ему установлена отражающая шайба 15 диаметром d₁, причем отношение диаметра D цилиндрической части корпуса 1 к диаметру d внутреннего стакана 16, находится в оптимальном интервале величин: D/d 1,5...2,5, а отношение диаметра D цилиндрической части корпуса 1 к диаметру d₁ отражающей шайбы 15 находится в оптимальном интервале величин: D/d₁=-1,2...1,5, а отношение расстояния h от среза внутреннего стакана 16 до отражающей шайбы 15 к диаметру отражающей шайбы 15 находится в оптимальном интервале величин: h/d₁=1,0...1,5.In the housing 1, at a distance h from the cut of the inner cup 16 of diameter d, a reflecting washer 15 of diameter d _{1 is} coaxially mounted with a diameter of D of the cylindrical part of the shell 1 and the diameter d of the inner cup 16, is in the optimal range of values: D / d 1,5 ... 2.5, and the ratio of the diameter D of the cylindrical part of the housing 1 to the diameter d _{1 of the} reflective washer 15 is in the optimal range of values: D / d ₁ = -1.2 ... 1.5, and the ratio of the distance h from the cut the inner glass 16 to the reflective washer 15 to the diameter of the reflective washer 15 is in optimal int range of values: h / d ₁ = 1.0 ... 1.5.

Циклон работает следующим образом.The cyclone works as follows.

Запыленный газовый поток поступает в циклон через входной патрубок 3, закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок корпуса 1 и 2 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 корпуса 7, а затем в бункер для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через внутренний стакан 16 и выхлопную трубу 7. Водосборник 18 служит для сбора конденсата, который выводится через сливную трубку 17. При этом легкие, мелкодисперсные частицы пыли, не уловленные в бункере, задерживаются на фильтрующем элементе 13.The dusty gas stream enters the cyclone through the inlet pipe 3, swirls due to the tangential peripheral input and moves further along the downward spiral line along the walls of the housing 1 and 2 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 of the housing 7, and then to the hopper for collecting dust. The cleaned air is discharged from the cyclone through the inner cup 16 and the exhaust pipe 7. The water collector 18 is used to collect condensate, which is discharged through the drain pipe 17. At the same time, light, finely dispersed dust particles not trapped in the hopper are trapped on the filter element 13.

При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в коническую часть 2 корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 13, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 13 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Отражающая шайба 15 предотвращает унос мелкодисперсной фракции частиц пыли, повышая тем самым эффективность пылеулавливания.In this case, light, finely dispersed fractions of dust particles that are not trapped in the conical part 2 of the housing are retained on the filter element 13, while there is a decrease in vibro-acoustic energy, since the filter element 13 is simultaneously an aerodynamic silencer of active (sorption) type noise. The reflecting washer 15 prevents the entrainment of the fine fraction of dust particles, thereby increasing the efficiency of dust collection.

Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме при следующих соотношениях основных конструктивных параметров предлагаемого устройства:The dust collection process proceeds in the optimal hydrodynamic mode with the following ratios of the main structural parameters of the proposed device:

- отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d внутреннего стакана находится в оптимальном интервале величин: D/d=1,5...2,5;- the ratio of the diameter D of the cylindrical part of the housing to the diameter d of the inner glass is in the optimal range of values: D / d = 1.5 ... 2.5;

- отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d₁ отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D/d₁=1,2...1,5;- the ratio of the diameter D of the cylindrical part of the housing to the diameter d _{1 of the} reflective washer is in the optimal range of values: D / d ₁ = 1.2 ... 1.5;

- отношение расстояния h от среза внутреннего стакана до отражающей шайбы к диаметру отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: h/d₁=1,0...1,5.- the ratio of the distance h from the cut of the inner glass to the reflective washer to the diameter of the reflective washer is in the optimal range of values: h / d ₁ = 1.0 ... 1.5.

Claims

1. A cyclone containing a housing consisting of a cylindrical and conical parts, a peripheral input of the gas stream, made in the form of an inlet pipe, and an exhaust device containing an exhaust pipe for the outlet of the purified gas, the upper and lower bodies, with an inner glass placed in them with a water collector and a drain pipe, while in the exhaust pipe there is a divider connected to the filter element, the material of which has increased sound absorbing properties, characterized in that the hydraulic resistance of the filter The filtering element is not more than 50% of the hydraulic resistance of the entire apparatus, the filtering element is a filter cartridge fixed to the diffuser by a lower flange connected to the exhaust pipe and 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 on the upper flange of the filter cartridge there is a filter cartridge regeneration system, while the dust collecting bin in filled with 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 material of the filter cartridge being made in the form of a corrugated cylindrical shell made of paper 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. while in the case at a distance h from a cut of the inner cup with a diameter d, a reflective washer with a diameter of d _{1 is} installed coaxially with it, and the ratio of the diameter D of the cylindrical part of the body to the diameter d of the inner cup is in the optimal range of values: D / d = 1.5 ÷ 2, 5, the ratio of the diameter D of the cylindrical part of the housing to the diameter d _{1 of the} reflective washer is in the optimal range of values: D / d ₁ = 1.2 ÷ 1.5, and the ratio of the distance h from the cut of the inner cup to the reflective washer to the diameter of the reflective washer is in optimal interval ve Ichin: h / d ₁ = 1,0 ÷ 1,5.

2. The cyclone according to claim 1, characterized in that the filter cartridge regeneration system is pulsed with a compressed air receiver, electromagnetic valves, venturi nozzles, purge pipes with nozzles at the ends and with a regeneration control unit connected to a microprocessor that controls the filter in all modes filtration, and excess air pressure is _{P, and} = 0.4 ÷ 0.8 Pa, the pulse duration τ = 0,1 ÷ 0,2 s, and for the regeneration process Filters-uniformity over the entire surface of the filter element into the interior It its cavity filter element coaxially fixed displacer conical shape.

3. The cyclone according to claim 1, characterized in that the filter cartridge regeneration system is made mechanical with a regeneration mechanism made in the form of at least two plates coaxially located with the filter element and the shaft is rotated from the drive mounted on the upper flange of the filter cartridge and consisting of an electric motor and gearbox, and the plates enter the hollows of the filter element corrugation not more than 25% of the corrugation height, and the regeneration system includes a regeneration control unit, connected to a microprocessor.