RU2432209C2 - Cyclone - Google Patents
Cyclone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432209C2 RU2432209C2 RU2009140105/05A RU2009140105A RU2432209C2 RU 2432209 C2 RU2432209 C2 RU 2432209C2 RU 2009140105/05 A RU2009140105/05 A RU 2009140105/05A RU 2009140105 A RU2009140105 A RU 2009140105A RU 2432209 C2 RU2432209 C2 RU 2432209C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spiral
- cyclone
- insert
- cover
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а конкретнее - устройствам для отделения дисперсных частиц от газов, и может быть использовано при очистке выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, and more specifically to devices for separating dispersed particles from gases, and can be used in the purification of exhaust gases of internal combustion engines.
Известен циклон с фильтром для отделения материалов, транспортируемых воздухом, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком и с закрепленным в крышке корпуса осевым выходным патрубком и сетчатый диск, установленный на вертикальном валу под выходным патрубком [патент Финляндии №49113, МПК В04С 9/00 «Циклон»].Known cyclone with a filter for separating materials transported by air, containing a cylindrical body with a tangential inlet pipe and with an axial output pipe fixed to the housing cover and a mesh disk mounted on a vertical shaft under the output pipe [Finnish patent No. 49113, IPC В04С 9/00 " Cyclone"].
Недостатком циклона является низкая степень очистка газа.The disadvantage of cyclone is the low degree of gas purification.
Известен циклон для отделения материалов, транспортируемых воздухом, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком и с закрепленным к крышке корпуса осевым выходным патрубком и сетчатый диск, установленный на вертикальном валу под выходным патрубком, причем в крышке корпуса выполнено отверстие для входа вспомогательного потока воздуха, а ось вала расположена между отверстием в крышке корпуса и выходным патрубком [авт.св. СССР №1364228, МПК В04С 9/00, опубл. 30.12.87, БИ №48. «Циклон», автор Манлио Черрони, приоритет Италии].Known cyclone for separating materials transported by air, containing a cylindrical body with a tangential inlet pipe and with an axial outlet pipe fixed to the housing cover and a mesh disk mounted on a vertical shaft under the output pipe, with an opening for entering the auxiliary air flow in the housing cover, and the shaft axis is located between the hole in the housing cover and the outlet pipe [ed. USSR No. 1364228, IPC V04C 9/00, publ. 12.30.87, BI No. 48. Cyclone by Manlio Cerroni, Italy's priority].
Недостатком циклона является низкая степень очистка газа.The disadvantage of cyclone is the low degree of gas purification.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.
Техническим результатом является повышение качества очистки газов за счет повышения скорости газового потока и сил инерции, выбрасывающих твердые частицы из газового потока, а также за счет снижения вторичного пылеуноса.The technical result is to improve the quality of gas cleaning by increasing the speed of the gas stream and the inertia forces ejecting solid particles from the gas stream, as well as by reducing the secondary dust extraction.
Технический результат достигается тем, что в корпус циклона, содержащего цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком и крышкой с осевым выходным патрубком, бункером с патрубком выхода шлама, с возможностью перемещения по высоте корпуса, установлена спиралеобразная вставка, которая сверху жестко закреплена к крышке или установлена к крышке с зазором и выполнена перфорированной и многовитковой, причем внутренние витки по высоте меньше наружных, а соотношение шага в вершине вставки к шагу в ее основании составляет как m:n, при этом m>n или m<n, где m и n - натуральные числа.The technical result is achieved in that in a cyclone body containing a cylindrical body with a tangential inlet pipe and a cover with an axial outlet pipe, a hopper with a sludge outlet pipe, with the possibility of moving along the height of the body, a spiral-shaped insert is installed, which is rigidly fixed to the cover from above or mounted to the cover with a gap and is made perforated and multi-turn, with the internal turns in height smaller than the external ones, and the ratio of the step at the top of the insert to the step at its base is m: n, with this m> n or m <n, where m and n are natural numbers.
Спиралеобразная вставка выполнена цилиндрической или в форме усеченного конуса, который большим или меньшим основанием закреплен к крышке циклона, с увеличением или уменьшением шага спирали по мере уменьшения ее диаметра, с уменьшением диаметра отверстий по спирали закручивания.The spiral-shaped insert is made cylindrical or in the form of a truncated cone, which is fixed with a larger or smaller base to the cyclone cover, with an increase or decrease in the pitch of the spiral as its diameter decreases, with a decrease in the diameter of the holes in a twisting spiral.
Перфорация спирали выполнена, начиная со второго витка.The perforation of the spiral is performed starting from the second turn.
Входной патрубок установлен в середине корпуса под прямым углом к его вертикальной оси или вверху, или внизу корпуса циклона под острым углом к его вертикальной оси.The inlet pipe is installed in the middle of the housing at a right angle to its vertical axis or at the top or bottom of the cyclone body at an acute angle to its vertical axis.
Постановка спиралеобразной вставки в циклон, выполнение ее многовитковой с одинаковым, увеличивающимся или уменьшающимся шагом спирали по мере уменьшения ее диаметра, выполнение ее конусообразной позволит увеличить скорость газового потока, в результате чего увеличивается сила инерции, отбрасывающая дисперсные частицы на стенку спиралеобразной вставки, что позволит повысить качество очистки газа.Putting a spiral-shaped insert into a cyclone, making it multi-turn with the same increasing or decreasing spiral pitch as its diameter decreases, and making it conical will increase the gas flow rate, resulting in an increase in inertia force, which disperses dispersed particles onto the wall of the spiral-shaped insert, which will increase gas cleaning quality.
Выполнение спиралеобразной вставки перфорированной позволит удалять дисперсные частицы в бункер в зоне с низкими скоростями пристеночного газового потока, что позволит снизить вторичный пылеунос.The implementation of a spiral perforated insert will allow you to remove dispersed particles into the hopper in the zone with low speeds of the wall gas flow, which will reduce the secondary dust.
Исполнение внутренних витков спиралеобразной вставки по высоте, меньше наружных, и постановка спиралеобразной вставки в корпус с зазором к его крышке позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление циклона, что тоже способствует повышению качества очистки газов.The execution of the internal turns of the spiral-shaped insert in height is smaller than the external ones, and the placement of the spiral-shaped insert in the housing with a gap to its cover reduces the hydraulic resistance of the cyclone, which also improves the quality of gas purification.
На фиг.1 представлен общий вид циклона в разрезе.Figure 1 presents a General view of the cyclone in section.
На фиг.2 - сечение по А-А циклона, спиралеобразная вставка выполнена с увеличивающимся шагом спирали.Figure 2 is a section along aa of the cyclone, the spiral-shaped insert is made with an increasing pitch of the spiral.
На фиг.3 - сечение по А-А циклона, спиралеобразная вставка выполнена с уменьшающимся шагом спирали.Figure 3 is a section along aa of the cyclone, the spiral-shaped insert is made with a decreasing spiral pitch.
На фиг.4 - общий вид циклона, спиралеобразная вставка циклона выполнена многовитковой, причем внутренние витки по высоте выполнены меньше наружных.Figure 4 is a General view of the cyclone, the spiral-shaped insert of the cyclone is multi-turn, and the inner turns are less than the outer ones in height.
На фиг.5 - общий вид циклона, спиралеобразная вставка установлена в корпус с зазором к крышке циклона.Figure 5 is a General view of the cyclone, a spiral-shaped insert is installed in the housing with a gap to the cyclone cover.
На фиг.6 - общий вид циклона, спиралеобразная вставка выполнена в форме усеченного конуса, который большим основанием закреплен к крышке циклона.Figure 6 is a General view of the cyclone, the spiral-shaped insert is made in the form of a truncated cone, which is attached to the cyclone cover with a large base.
На фиг.7 - общий вид циклона, спиралеобразная вставка выполнена в форме усеченного конуса с соотношением шага в вершине вставки к шагу в ее основании как m:n, причем m>n или m<n, где m и n - натуральные числа, который большим основанием закреплен к крышке циклона.7 is a General view of the cyclone, the spiral-shaped insert is made in the form of a truncated cone with the ratio of the step at the top of the insert to the step at its base as m: n, with m> n or m <n, where m and n are natural numbers, which large base fixed to the cyclone cover.
На фиг.8 - общий вид циклона, входной патрубок установлен вверху корпуса циклона под острым углом к его вертикальной оси.On Fig is a General view of the cyclone, the inlet pipe is installed at the top of the cyclone body at an acute angle to its vertical axis.
На фиг.9 - общий вид циклона, входной патрубок установлен внизу корпуса циклона под острым углом к его вертикальной оси.Figure 9 is a General view of the cyclone, the inlet pipe is installed at the bottom of the cyclone body at an acute angle to its vertical axis.
Циклон состоит из корпуса 1, крышки 2 с осевым выходным патрубком 3, входного патрубка 4, спиралевидной вставки 5 с нижними загнутыми краями 6, бункера 7 с патрубком выхода шлама 8.The cyclone consists of a housing 1, a
Циклон работает следующим образом.The cyclone works as follows.
Запыленный поток газа через входной патрубок 4 подается в спиралевидную вставку 5 корпуса 1. Двигаясь внутрь спиралевидной вставки, пылегазовый поток ускоряется, а величина центробежных сил, действующих на дисперсные частицы пылегазового потока, значительно возрастает. Под действием этих центробежных сил дисперсные частицы, содержащиеся в газовом потоке, отбрасываются на стенки спиралевидной вставки.The dusty gas stream through the
При этом более крупные частицы пыли выпадают в зоне с меньшими центробежными силами - в наружных витках спиралевидной вставки, а менее крупные частицы удаляются в зоне с большими центробежными силами - во внутренних витках спиралевидной вставки.In this case, larger dust particles fall out in the zone with smaller centrifugal forces - in the outer turns of the spiral insert, and smaller particles are removed in the zone with larger centrifugal forces - in the inner turns of the spiral insert.
Ударяясь о стенку спиралевидной вставки, дисперсные частицы теряют свою скорость и падают в бункер 7, откуда далее удаляются через патрубок выхода шлама 8.Hitting the wall of the spiral insert, the dispersed particles lose their speed and fall into the
По мере продвижения очищаемого газа по спиралевидной вставке пылегазовый поток очищается и попадает в осевую часть спиралевидной вставки, откуда далее выходит через осевой выходной патрубок 3 крышки корпуса 2.As the gas being cleaned moves along the spiral insert, the dust and gas stream is cleaned and enters the axial part of the spiral insert, from where it goes through the
Скорость и давление газового потока у наружной стенки канала спиралевидной вставки многократно превышают скорость и давление газового потока у внутренней стенки канала спиралевидной вставки.The speed and pressure of the gas stream at the outer wall of the channel of the spiral insert is many times higher than the speed and pressure of the gas stream at the inner wall of the channel of the spiral insert.
Скорость и давление пристеночного газового потока внутреннего витка спирали также превышают скорость и давление пристеночного газового потока наружного витка спирали.The speed and pressure of the wall gas flow of the inner coil of the spiral also exceeds the speed and pressure of the wall gas flow of the outer coil of the spiral.
В связи с этим спиралевидная вставка выполнена перфорированной, т.к. дисперсные частицы, ударяясь о спиралевидную вставку, пройдут через перфорацию и попадут в зону с пониженным давлением и скоростью газового потока. Таким образом, предотвращается вторичный унос дисперсных частиц с очищенным потоком газа.In this regard, the spiral insert is perforated, because dispersed particles, hitting a spiral insert, pass through the perforation and fall into the zone with reduced pressure and gas flow rate. Thus, the secondary entrainment of dispersed particles with a purified gas stream is prevented.
Так как размер дисперсных частиц, удаляемых из очищаемого газового потока, уменьшается по мере продвижения газа внутрь спиралевидной вставки, то для предотвращения эжекции газа, находящегося во внутреннем витке спирали по отношению к наружному витку, через перфорацию, перфорированные отверстия спиралевидной вставки по спирали закручивания выполнены с уменьшением диаметра.Since the size of the dispersed particles removed from the cleaned gas stream decreases as the gas moves inside the spiral insert, to prevent the ejection of gas located in the inner coil of the spiral relative to the outer coil, through perforation, the perforated holes of the spiral insert in a spiral twist are made with decrease in diameter.
Спиралеобразную вставку можно выполнять с увеличивающимся или уменьшающимся шагом спирали по мере уменьшения диаметра спиралеобразной вставки.A spiral-shaped insert can be made with increasing or decreasing spiral pitch as the diameter of the spiral-shaped insert decreases.
В случае если спиралеобразная вставка будет выполнена с уменьшающимся шагом спирали, то скорость газового потока по мере продвижения внутрь спирали будет увеличиваться еще сильнее, по сравнению с одинаковым шагом спирали. В этом случае перфорацию спиралеобразной вставки целесообразнее выполнять, начиная со второго витка, т.к. силы инерции газового потока в наружных витках спирали будут значительнее меньше, чем во внутренних витках.If the spiral-shaped insert is made with a decreasing spiral pitch, then the gas flow rate will increase even more as it moves inside the spiral, compared with the same spiral pitch. In this case, the perforation of the spiral-shaped insert is more appropriate to perform starting from the second turn, because the inertia forces of the gas flow in the outer coils of the spiral will be significantly less than in the inner coils.
В случае если спиралеобразная вставка будет выполнена с увеличивающимся шагом спирали, то скорость газового потока по мере продвижения внутрь спирали будет уменьшаться. В этом случае в наружных витках спирали будет максимальная сила инерции газового потока и максимальное отделение дисперсных частиц, а при прохождении отделившихся частиц через перфорацию в первом витке они попадут в зону, где движение газового потока практически отсутствует, в результате вторичный пылеунос практически прекратится.If the spiral insert is made with an increasing pitch of the spiral, then the gas flow rate will decrease as it moves inside the spiral. In this case, the maximum inertia of the gas flow and the maximum separation of dispersed particles will be in the outer turns of the spiral, and when the separated particles pass through the perforation in the first turn, they will fall into the zone where the gas flow is practically absent, as a result, the secondary dust extraction will practically stop.
В случае если спиралеобразная вставка будет выполнена с увеличивающимся или уменьшающимся шагом спирали по мере уменьшения ее диаметра, то гидравлическое сопротивление циклона значительно уменьшится, что приведет к увеличению энергозатрат. Для увеличения гидравлического сопротивления циклона его спиралеобразную вставку целесообразно выполнять многовитковой, причем внутренние витки по высоте должны быть выполнены меньше наружных, а для необходимости еще большего повышения гидравлического сопротивления циклона его спиралеобразную вставку необходимо установить в корпусе с зазором к крышке корпуса циклона. В этих случаях очищаемый газовый поток по мере продвижения внутрь спирали будет двигаться в направлении осевого выходного патрубка, что в свою очередь увеличит гидравлическое сопротивление циклона.If the spiral-shaped insert is made with increasing or decreasing spiral pitch as its diameter decreases, the hydraulic resistance of the cyclone will significantly decrease, which will lead to an increase in energy consumption. To increase the hydraulic resistance of the cyclone, it is advisable to make its spiral-shaped insert multi-turn, moreover, the internal turns in height should be less than the external ones, and for the need to further increase the hydraulic resistance of the cyclone, its spiral-shaped insert must be installed in the housing with a gap to the cover of the cyclone body. In these cases, the cleaned gas stream as it moves inside the spiral will move in the direction of the axial outlet pipe, which in turn will increase the hydraulic resistance of the cyclone.
Для необходимости регулирования гидравлического сопротивления циклона спиралеобразную вставку необходимо установить в корпусе циклона с возможностью ее перемещения по высоте корпуса.For the need to adjust the hydraulic resistance of the cyclone, a spiral-shaped insert must be installed in the cyclone body with the possibility of its movement along the height of the body.
Спиралеобразную вставку циклона можно выполнить в форме усеченного конуса и закрепить к крышке циклона большим или меньшим основанием. Это позволит увеличить скорость газового потока и силу инерции, отбрасывающую дисперсные частицы на стенки спиралеобразной вставки. Повышение качества очистки газового потока также достигается ускоренным процессом гашения кинетической энергии дисперсных частиц, а это в свою очередь обеспечивается усиленным трением дисперсных частиц с конусной спиралеобразной стенкой вставки.The spiral insert of the cyclone can be made in the form of a truncated cone and fixed to the cyclone cover with a larger or smaller base. This will increase the speed of the gas stream and the inertia force that discards dispersed particles onto the walls of the spiral insert. Improving the quality of gas flow purification is also achieved by the accelerated process of quenching the kinetic energy of dispersed particles, and this, in turn, is provided by enhanced friction of dispersed particles with a conical spiral-shaped wall of the insert.
В случае если спиралеобразную вставку выполнить в форме усеченного конуса и закрепить к крышке циклона меньшим основанием, то для еще большего увеличения скорости газового потока и силы инерции, отбрасывающей твердые частицы на стенку вставки, целесообразно входной патрубок установить внизу корпуса под острым углом к вертикальной оси циклона.If the spiral-shaped insert is made in the form of a truncated cone and fastened to the cyclone cover with a smaller base, then to further increase the gas flow rate and the inertia force casting solid particles onto the insert wall, it is advisable to install the inlet pipe at the bottom of the body at an acute angle to the vertical axis of the cyclone .
Спиралеобразную вставку в форме усеченного конуса можно выполнить с соотношением шага в вершине вставки m к шагу в ее основании n как m:n, причем возможно как m>n, так и m<n, где m и n - натуральные числа. Это приведет к значительному увеличению скорости газового потока и силы инерции, отбрасывающей твердые частицы на стенку спиралеобразной вставки.A spiral-shaped insert in the form of a truncated cone can be performed with the ratio of the step at the top of the insert m to the step at its base n as m: n, and it is possible both m> n and m <n, where m and n are natural numbers. This will lead to a significant increase in the velocity of the gas flow and the inertia force casting solid particles onto the wall of the spiral insert.
В случае если спиралеобразную вставку выполнить в форме усеченного конуса и закрепить к крышке циклона большим основанием, целесообразно входной патрубок установить вверху корпуса под острым углом к вертикальной оси циклона. В этом случае вторичный пылеунос сократится в 3-4 раза. Это объясняется тем, что пылегазовый поток движется по направлению к бункеру и дисперсные частицы наиболее интенсивно теряют свою кинетическую энергию у входа в бункер. Потеряв свою кинетическую энергию, дисперсные частицы, за счет своей массы и частично сохранившейся кинетической энергии, быстро выпадают из зоны с интенсивным движением газового потока и направляются в бункер.If the spiral-shaped insert is made in the form of a truncated cone and fixed to the cyclone cover with a large base, it is advisable to install the inlet pipe at the top of the body at an acute angle to the vertical axis of the cyclone. In this case, the secondary pyleunos will be reduced by 3-4 times. This is explained by the fact that the dust and gas flow moves towards the hopper and the dispersed particles most intensively lose their kinetic energy at the entrance to the hopper. Having lost their kinetic energy, dispersed particles, due to their mass and partially conserved kinetic energy, quickly fall out of the zone with intense gas flow and are sent to the hopper.
В случае если входные патрубки установить под разными углами к вертикальной оси циклона, то один газовый поток будет врезаться в другой и выбивать из него дисперсные частицы, что также приведет к повышению качества очистки газового потока.If the inlet pipes are installed at different angles to the vertical axis of the cyclone, then one gas stream will crash into another and knock out dispersed particles from it, which will also lead to an increase in the quality of gas stream cleaning.
Предлагаемый циклон позволяет повысить качество очистки газа от дисперсных частиц и аэрозолей в 3-4 раза, снизить время очистки газового потока в 1,5-2 раза, снизить гидравлическое сопротивление циклона на 30%.The proposed cyclone improves the quality of gas purification from dispersed particles and aerosols by 3-4 times, reduces the time of gas flow cleaning by 1.5-2 times, and reduces the hydraulic resistance of the cyclone by 30%.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140105/05A RU2432209C2 (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Cyclone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140105/05A RU2432209C2 (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Cyclone |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009140105A RU2009140105A (en) | 2011-05-10 |
| RU2432209C2 true RU2432209C2 (en) | 2011-10-27 |
Family
ID=44732212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140105/05A RU2432209C2 (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Cyclone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2432209C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107243419A (en) * | 2016-11-22 | 2017-10-13 | 杭州富阳德拉科技有限公司 | A kind of cyclone separator |
| CN108067048A (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-25 | 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院 | A kind of bipyramid tubular demister |
| RU205032U1 (en) * | 2020-11-13 | 2021-06-24 | Общество с ограниченной ответственностью «СибФОРС» | Centrifugal chamber for cleaning gas-dust mixtures |
-
2009
- 2009-10-29 RU RU2009140105/05A patent/RU2432209C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108067048A (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-25 | 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院 | A kind of bipyramid tubular demister |
| CN107243419A (en) * | 2016-11-22 | 2017-10-13 | 杭州富阳德拉科技有限公司 | A kind of cyclone separator |
| CN107243419B (en) * | 2016-11-22 | 2023-09-26 | 询莱流体技术（上海）有限公司 | Cyclone separator |
| RU205032U1 (en) * | 2020-11-13 | 2021-06-24 | Общество с ограниченной ответственностью «СибФОРС» | Centrifugal chamber for cleaning gas-dust mixtures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009140105A (en) | 2011-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10688426B2 (en) | Methods and apparatuses for separating liquid particles from a gas-liquid stream | |
| WO2000010718A1 (en) | Terminal insert for a cyclone separator | |
| RU2432209C2 (en) | Cyclone | |
| CN107282322A (en) | A kind of high efficiency cyclonic dust collector of built-in guide vane | |
| US4624691A (en) | Cyclone separators to prevent or reduce clogging | |
| CN204074519U (en) | Pulverized coal preparation system New Type of Separator | |
| CN203577547U (en) | Multiphase flow filtration separator | |
| CN202860347U (en) | Agglomerate cyclone separator | |
| CN206549853U (en) | A kind of cyclone separator | |
| US20180154375A1 (en) | Cyclone separator | |
| CN201603630U (en) | Cyclone dust collector | |
| RU2260470C1 (en) | Vortex-type dust collector | |
| RU2386470C1 (en) | Separator | |
| CN103585845A (en) | Polyphase flow filtering separator | |
| CN102872668B (en) | Agglomerate cyclone separator | |
| RU2375105C2 (en) | Centrifugal separator | |
| CN105964425B (en) | A kind of cyclonic inertia deduster with double isolation wards | |
| RU97945U1 (en) | CYCLONE | |
| RU2394629C1 (en) | Multistage centrifugal dust separator | |
| RU2343958C1 (en) | Vortex dust collector | |
| EP0231931B1 (en) | A cyclone with forced gas stream whirling | |
| CN202238352U (en) | Detachable cyclone separator | |
| RU2191060C1 (en) | Swirl deduster | |
| RU227378U1 (en) | Cyclone with ejector | |
| RU39513U1 (en) | Vortex Dust Collector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111030 |