RU2356636C1

RU2356636C1 - "акурф-3"-type acoustic dust separator

Info

Publication number: RU2356636C1
Application number: RU2007148575/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лидия Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Елена Николаевна Атлашкина (RU); Елена Николаевна Атлашкина; Ольга Михайловна Елистратова (RU); Ольга Михайловна Елистратова; Маргарита Андреевна Питомцева (RU); Маргарита Андреевна Питомцева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-05-27

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to humid dust catchers. The proposed dust separator comprises a cyclone with a bin and fine filter. The said cyclone comprises a casing, gas flow inlet, purified gas axial outlet branch pipe, exhaust pipe, acoustic column housing sound oscillation generator at its top and communicating, in its lower part, with the said purified gas axial outlet branch pipe. Air duct communicates aforesaid acoustic column with the said fine filter. The fine filter represents a sleeve-type filter incorporating a regeneration system and comprises a casing to house a set of filters with the sleeve-type filtration elements, polluted air inlet box and purified air outlet box and a bin-type accumulator. The casing of the set of filters accommodates a temperature pickup, while the dust bin houses the emergent dust level pickup and the outlet box comprises the thermal automatic warning pickup. The outputs of aforesaid pickups are connected to common microprocessor mounted in the control box. The outlet box houses the manifold with nozzles to be connected to fire fighting system with its control unit connected to the common microprocessor and portable unloading system control board.

EFFECT: higher efficiency of dust separation.

3 cl, 3 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 установка пылеулавливания, содержащая циклон, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, акустическую колонку с расположенным в верхней части генератором звуковых колебаний (патент РФ № 2302283) - прототип.The closest technical solution to the claimed object is a dust collection unit containing a cyclone containing a housing consisting of a cylindrical and conical parts, a peripheral gas inlet and an axial outlet of the purified gas located in its upper part, an acoustic column with an acoustic oscillator located in the upper part (RF patent No. 2302283) is a prototype.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность первой ступени пылеулавливания.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the first stage 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 пылеулавливающей установке, состоящей из из циклона с бункером и тонкого фильтра, связанных между собой воздуховодом таким образом, что выход циклона соединен со входом фильтра, циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, акустическую колонку с расположенным в верхней части генератором звуковых колебаний, причем акустическая колонка в своей нижней части соединена с осевым выходным патрубком очищенного газа и содержит коническую отбойную шайбу, установленную своим большим основанием в нижнем основании колонки, а полость, образованная поверхностями отбойной шайбы и колонки, связана байпасным отводом с бункером циклона, при этом циклон содержит присоединительные элементы: фланец для соединения с фланцем входа загрязненного газовоздушного потока и фланец для соединения с фланцем акустической колонки с расположенным в ее верхней части генератором звуковых колебаний, а в нижней - отбойной конической шайбой, при этом акустическая колонка и тонкий фильтр связаны между собой воздуховодом, а циклон содержит выхлопную трубу с размещенным в ее нижней части жалюзийным пылеотделителем, причем в верхней части акустической колонки расположен выходной патрубок очищенного газа, генератор звуковых колебаний связан с блоком управления, а тонкий фильтр выполнен в виде рукавного фильтра с системой регенерации, содержащего единый корпус с крышей, в котором размещены блок фильтров с фильтрующими элементами рукавного типа, короб для входа загрязненного воздуха и короб для выхода чистого воздуха, бункерный накопитель с устройством непрерывной выгрузки пыли, содержащий бункер, шлюз, шнековый механизм выгрузки, система регенерации фильтрующих элементов выполнена в виде рамы встряхивания с вибратором, а в корпусе блока фильтров установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы которых соединены с общим микропроцессором, размещенным в шкафу управления, а в выходном коробе установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которой соединен с общим микропроцессором, а система регенерации рукавных фильтров содержит блок управления, который связан электронной связью с общим микропроцессором и выносным пультом управления системой выгрузки, а отношение высоты Н циклона к его диаметру D находится в оптимальном интервале величин: H/D=1,5…2,5.This is achieved by the fact that in a dust collecting unit consisting of a cyclone with a hopper and a thin filter connected to each other by a duct so that the outlet of the cyclone is connected to the inlet of the filter, the cyclone contains a housing consisting of a cylindrical and conical parts located in its upper part peripheral input of the gas stream and the axial outlet of the purified gas, an acoustic column with an acoustic oscillator located in the upper part, the acoustic column in its lower part being connected to the axle m of the outlet pipe of the purified gas and contains a conical baffle plate installed with its large base in the lower base of the column, and the cavity formed by the surfaces of the baffle plate and column is connected bypass to the cyclone hopper, while the cyclone contains connecting elements: a flange for connection to the inlet flange contaminated gas-air flow and a flange for connecting to the speaker flange with an acoustic oscillation generator located in its upper part, and in the lower part - a baffle conical washer d, while the acoustic column and the thin filter are connected by an air duct, and the cyclone contains an exhaust pipe with a louvered dust separator located in its lower part, and at the top of the acoustic column there is a purified gas outlet pipe, the sound oscillation generator is connected to the control unit, and a thin the filter is made in the form of a bag filter with a regeneration system containing a single housing with a roof, in which a filter block with filter elements of a bag type is placed, a box for the entry of a contaminated air and a box for clean air outlet, a bunker drive with a continuous dust discharge device containing a hopper, a lock, an auger discharge mechanism, and a filter element regeneration system made in the form of a shaking frame with a vibrator, and a temperature sensor is installed in the filter block housing, in a collection hopper dust - emergency dust level sensor, in the output box - thermal automatic detector detector, the outputs of which are connected to a common microprocessor located in the control cabinet, and installed in the output box a collector with nozzles for connecting to a fire extinguishing system, the control unit of which is connected to a common microprocessor, and the bag filter regeneration system contains a control unit that is electronically connected to a common microprocessor and a remote control unit for the discharge system, and the ratio of the cyclone height H to its diameter D is in the optimal range of values: H / D = 1.5 ... 2.5.

На фиг.1 изображен общий вид акустической пылеулавливающей установки, на фиг.2 - схема циклона для предварительной очистки воздуха, на фиг.3 - вид сверху фиг.2Figure 1 shows a General view of an acoustic dust collecting unit, figure 2 is a diagram of a cyclone for pre-treatment of air, figure 3 is a top view of figure 2

Установка акустическая пылеулавливающая состоит из циклона 1 для предварительной очистки воздуха, бункера 2. Циклон 1 содержит присоединительные элементы: фланец 3 для соединения с фланцем 6 входа 10 загрязненного газовоздушного потока и фланец 4 для соединения с фланцем 5 акустической колонки 7 с расположенным в ее верхней части генератором звуковых колебаний, а в нижней - отбойной конической шайбой 8. Акустическая колонка 7 и тонкий фильтр 17 связаны между собой воздуховодом 11.The acoustic dust collecting unit consists of a cyclone 1 for preliminary air purification, a hopper 2. Cyclone 1 contains connecting elements: a flange 3 for connecting to the flange 6 of the inlet 10 of the contaminated gas-air flow and a flange 4 for connecting to the flange 5 of the acoustic column 7 with its upper part a generator of sound vibrations, and in the bottom - a baffle conical washer 8. The speaker 7 and a thin filter 17 are interconnected by an air duct 11.

Циклон 1 содержит выхлопную трубу с размещенным в ее нижней части жалюзийным пылеотделителем 22. Коническая отбойная шайба 8 установлена своим большим основанием в нижнем основании акустической колонки, а полость, образованная поверхностями отбойной шайбы 8 и корпусом акустической колонки 7, связана байпасным отводом 9 с бункером 2 циклона 1, причем в верхней части акустической колонки расположен воздуховод 11. Генератор звуковых колебаний связан цепочкой 12 с блоком управления 13. Оптимальными параметрами для звуковой обработки являются уровень звукового давления в диапазоне 130…145 дБ, частота звуковых колебаний в диапазоне 900…2000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5…2,5 с, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 2 г/м³. Этот диапазон параметров способствует более интенсивному прохождению процесса акустической коагуляции.The cyclone 1 contains an exhaust pipe with a louvered dust separator 22 located in its lower part. The conical baffle plate 8 is mounted with its large base in the lower base of the loudspeaker, and the cavity formed by the surfaces of the baffle plate 8 and the casing of the loudspeaker 7 is connected by bypass 9 to the hopper 2 cyclone 1, and in the upper part of the speaker is an air duct 11. The sound oscillation generator is connected by a chain 12 to the control unit 13. The optimal parameters for sound processing are Shade sound pressure in the range of 130 ... 145 dB, the frequency of the sound vibrations in the range of 900 ... 2000 Hz, while scoring in the range 1.5 ... 2.5 s, the dust concentration in the air stream - at least 2 g / m ^3. This range of parameters contributes to a more intensive passage of the acoustic coagulation process.

Тонкий фильтр выполнен как фильтр рукавный с системой регенерации и содержит единый корпус с крышей 17, в котором размещены блок фильтров 14 с фильтрующими элементами 15 рукавного типа, короб 21 для входа загрязненного воздуха в установку и короб 16 для выхода чистого воздуха из установки, бункерный накопитель 20 с устройством непрерывной выгрузки отходов, содержащий бункер, шлюз, шнековый механизм выгрузки, систему регенерации фильтрующих элементов 18 рукавного типа, выполненную в виде рамы встряхивания с вибратором, а также лестницу 19 и площадку для обслуживания фильтра. Устройство выгрузки может быть двух типов: выгрузка на базе шнекового транспортера и выгрузка на основе цепного транспортера. Установка комплектуется шкафом управления и выносным пультом управления системой выгрузки и системой подачи воды при возгорании и дублирующей системой порошкового пожаротушения (на чертеже не показаны).The thin filter is designed as a bag filter with a regeneration system and contains a single housing with a roof 17, in which a filter block 14 with filter elements 15 of a bag type, a box 21 for entering contaminated air into the unit and a box 16 for leaving clean air from the unit, a hopper storage 20 with a device for continuous discharge of waste, containing a hopper, a lock, a screw discharge mechanism, a regeneration system of filter elements 18 of a sleeve type, made in the form of a shaking frame with a vibrator, as well as a ladder 19 and a flat ku for filter maintenance. The unloading device can be of two types: unloading based on a screw conveyor and unloading based on a chain conveyor. The installation is completed with a control cabinet and a remote control panel for the unloading system and the water supply system in case of fire and a backup powder fire extinguishing system (not shown in the drawing).

В корпусе блока фильтров установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы которых соединены с общим микропроцессором, размещенным в шкафу управления (на чертеже не показаны), а в выходном коробе установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которой соединен с общим микропроцессором, а система регенерации рукавных фильтров содержит блок управления, который связан электронной связью с общим микропроцессором и выносным пультом управления системой выгрузки и системой подачи воды при возгорании и дублирующей системой порошкового пожаротушения (на чертеже не показаны).A temperature sensor is installed in the filter block housing, an emergency dust level sensor in the dust collection bin, a thermal automatic detector detector in the output box, the outputs of which are connected to a common microprocessor located in the control cabinet (not shown in the drawing), and in the output a box has a collector with nozzles for connecting to a fire extinguishing system, the control unit of which is connected to a common microprocessor, and the bag filter regeneration system contains a control unit that is electronically connected to using a microprocessor and a remote control panel for the unloading system and the water supply system in case of fire and a backup powder fire extinguishing system (not shown in the drawing).

Бункер для сбора пыли тонкого фильтра выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли.The dust filter bin for the fine filter 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.

Фильтрующие элементы рукавного типа располагаются прямыми рядами или в шахматном порядке, причем отношение длины рукава L к его диаметру D находится в оптимальном интервале величин: L/D=15…40. Этот диапазон обусловлен сопротивлением тонкого фильтра, которое должно быть близко по своему значению с сопротивлением циклона при всех возможных его конструктивных параметрах.The filter elements of the bag type are arranged in straight rows or in a checkerboard pattern, and the ratio of the length of the sleeve L to its diameter D is in the optimal range of values: L / D = 15 ... 40. This range is due to the resistance of the thin filter, which should be close in value to the resistance of the cyclone for all its possible design parameters.

В качестве материала фильтрующих рукавных элементов используются как тканые материалы со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, так и нетканые со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из естественных волокон животного и растительного происхождения, искусственных органических волокон лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон, искусственных неорганических волокон, например стеклянное волокно.As the material of filtering bag elements, they are used as 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, and non-woven with methods of fixing fibers: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from natural fibers of animal and vegetable origin, artificial organic fibers, lavsan, nitron, nylon, chlorin, oxalone, polypropylene, polyvinyl chloride, Teflon, Teflon, artificial inorganic fibers, such as glass fiber.

В оптимальном режиме пылеулавливания должны выполняться следующие соотношения размеров:In the optimal dust collection mode, the following size ratios should be met:

отношение внутреннего диаметра D цилиндрической части корпуса циклона к высоте циклона h лежит в оптимальном соотношении величин D/h=0,13÷0,135;the ratio of the inner diameter D of the cylindrical part of the cyclone body to the height of the cyclone h lies in the optimal ratio of values D / h = 0.13 ÷ 0.135;

отношение внутреннего диаметра D цилиндрической части корпуса циклона к длине А выходного патрубка лежит в оптимальном соотношении величин D/А4=0,78÷0,8;the ratio of the inner diameter D of the cylindrical part of the cyclone body to the length A of the outlet pipe lies in the optimal ratio of the values D / A4 = 0.78 ÷ 0.8;

отношение длины А выходного патрубка к его ширине Б лежит в оптимальном соотношении величин А/Б=1,46÷1,5.the ratio of the length A of the outlet pipe to its width B lies in the optimal ratio of the values A / B = 1.46 ÷ 1.5.

Установка акустическая пылеулавливающая работает следующим образом.Installation of acoustic dust works as follows.

Запыленный газовый поток подается через вход 10 загрязненного газовоздушного потока, соединенного с циклоном 1. Здесь он закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и винтообразной крышки (на чертеже не показано), затем направляется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок циклона 1, в результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра циклона 1 к периферии и, достигая его стенок, транспортируются вниз в бункер 2 для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона 1 через выхлопную трубу с жалюзийным пылеотделителем 22. В акустической колонке 7, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления 12, 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 последующую очистку в тонкий фильтр 17 через воздуховод 11. При этом легкие мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в предыдущих ступенях очистки, задерживаются на тонком фильтре 17. После предварительной очистки в циклоне 1 газовоздушный поток поступает в короб 21 для входа загрязненного воздуха тонкого фильтра 17, затем в блок фильтров 14 с фильтрующими элементами 15 рукавного типа. Пыль осаждается на внутренней поверхности рукавов и периодически сбрасывается с них системой регенерации 18 фильтрующих элементов, выполненной в виде рамы встряхивания с вибратором. Пыль ссыпается в бункер 20, откуда через шлюз посредством шнекового механизма выгрузки удаляется из фильтра. Для обслуживания фильтра предусмотрены лестница 19 и площадка. Устройство выгрузки может быть двух типов: выгрузка на базе шнекового транспортера и выгрузка на основе цепного транспортера. Установка комплектуется шкафом управления с микропроцессором, управляемым системами регенерации, выгрузки и пожаротушения. Удельная газовая нагрузка на фильтр выбирается с учетом физико-химических свойств пылегазового потока для каждого конкретного технологического процесса.A dusty gas stream is supplied through an inlet 10 of a contaminated gas stream connected to cyclone 1. Here it is twisted by a tangential peripheral inlet and a screw-like cover (not shown in the drawing), then it is directed along a downward spiral line along the walls of cyclone 1, resulting in dust particles under the action of centrifugal force they move from the center of the cyclone 1 to the periphery and, reaching its walls, are transported down to the hopper 2 to collect trapped dust. The cleaned air is discharged from cyclone 1 through an exhaust pipe with a louvered dust separator 22. In the acoustic column 7, the sound vibration parameters of which are adjusted from the control unit 12, 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 fine filter 17 for subsequent cleaning through the duct 11. At the same time, light fine dust-dispersed fraction particles not caught in the early stages of purification, are retained on the fine filter 17. After precleaning cyclone-gas stream 1 enters the duct 21 to the contaminated air inlet fine filter 17, and then into a filter unit 14 with the filter elements 15 of the sleeve type. Dust is deposited on the inner surface of the sleeves and periodically discharged from them by the regeneration system 18 of the filter elements, made in the form of a shaking frame with a vibrator. Dust is poured into the hopper 20, from where it is removed from the filter through the airlock via a screw discharge mechanism. For filter maintenance, a ladder 19 and a platform are provided. The unloading device can be of two types: unloading based on a screw conveyor and unloading based on a chain conveyor. The unit is equipped with a control cabinet with a microprocessor controlled by regeneration, unloading and fire fighting systems. The specific gas load on the filter is selected taking into account the physicochemical properties of the dust and gas stream for each specific process.

В аппарате происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующие элементы одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Пылеулавливающие аппараты данного типа предназначены для центральных систем аспирации. Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15…25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами. Циклон 1 может изготавливаться как правого, так и левого исполнения. При установке циклона следует предусмотреть его заземление. Отношение высоты Н циклона 1 к его диаметру D находится в оптимальном интервале величин H/D=1,5…2,5. Этот диапазон обусловлен сопротивлением тонкого фильтра, которое должно быть близко по своему значению с сопротивлением циклона при всех возможных его конструктивных параметрах.In the apparatus there is a decrease in vibro-acoustic energy, since the filter elements are simultaneously an aerodynamic silencer of active (sorption) type noise. Dust collectors of this type are designed for central aspiration systems. 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 enhanced sound absorbing properties. Cyclone 1 can be made both right and left execution. When installing the cyclone should provide its grounding. The ratio of the height H of the cyclone 1 to its diameter D is in the optimal range of values H / D = 1.5 ... 2.5. This range is due to the resistance of the thin filter, which should be close in value to the resistance of the cyclone for all its possible design parameters.

Claims

1. Installation of acoustic dust collection, consisting of a cyclone with a hopper and a thin filter, interconnected by an air duct so that the outlet of the cyclone is connected to the inlet of the filter, characterized in that the cyclone contains a housing consisting of a cylindrical and conical parts located in its upper part peripheral gas flow inlet and axial outlet of purified gas, an exhaust pipe with a louvered dust separator located in its lower part, an acoustic column with a generator located in the upper part vibrations, while the acoustic column in its lower part is connected to the axial outlet pipe of the purified gas and contains a conical baffle plate installed with its large base in the lower base of the column, and the cavity formed by the surfaces of the baffle plate and column is connected by a tap to the cyclone hopper, the cyclone body contains connecting flanges for connecting with the inlet flange of the contaminated gas stream and with the speaker flange, while the speaker and a thin filter are connected between each other by an air duct, and in the upper part of the acoustic column there is an outlet pipe for purified gas, while the sound oscillation generator is connected to the control unit, and the thin filter is made in the form of a bag filter with a regeneration system containing a single housing with a roof, in which a filter unit with bag-type filtering elements, a box for the entry of polluted air and a box for the exit of clean air, a hopper storage with a device for continuous discharge of dust, containing a hopper, airlock, auger the unloading mechanism, while the regeneration system of the filter elements is made in the form of a shaking frame with a vibrator, moreover, a temperature sensor is installed in the filter block case, an emergency dust level sensor in the dust collection bin, and a thermal automatic detector detector in the output box, the outputs of which connected to a common microprocessor located in the control cabinet, and a collector with nozzles for connecting to a fire extinguishing system, the control unit of which is connected to a common microprocessor, is installed in the output box and the bag filter regeneration system contains a control unit that is electronically coupled to a common microprocessor and an external control panel for the discharge system, while the ratio of the cyclone height H to its diameter D is in the optimal range of values: H / D = 1.5 ÷ 2, 5.

2. The acoustic dust collecting apparatus according to claim 1, characterized in that the thin filter dust collecting bin is conical or pyramidal in shape with an angle of inclination of the walls exceeding the angle of repose of the captured dust, while in the filter unit the filter elements of the bag-type are arranged in straight rows or in a checkerboard pattern, and the ratio of the length of the sleeve L to its diameter D is in the optimal range of L / D = 15 ÷ 40, while woven fabrics are used as the material of the filtering sleeve elements Bows with weaving methods: plain, twill, satin; with the types of fibers in the thread: staple, filament, textured; with surface treatment: smooth and brushed, and non-woven with methods of fixing fibers: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from natural fibers of animal and vegetable origin, artificial organic fibers: lavsan, nitron, nylon, chlorine, oxalone, polypropylene, polyvinyl chloride , fluoroplastic, teflon, artificial inorganic fibers, for example, glass fiber.

3. The acoustic dust removal apparatus according to claim 1, characterized in that the ratio of the inner diameter D of the cylindrical part of the cyclone body to the length A of the outlet pipe lies in the optimal range of values D / A = 0.78 ÷ 0.8; the ratio of the length A of the outlet pipe to its width B lies in the optimal range of values A / B = 1.46 ÷ 1.5.