RU2437709C2

RU2437709C2 - Cyclone with separation pack and distributing nested doll

Info

Publication number: RU2437709C2
Application number: RU2010104009/05A
Authority: RU
Inventors: Евгений Борисович Сильченко (RU); Евгений Борисович Сильченко
Original assignee: Евгений Борисович Сильченко
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2011-12-27
Also published as: RU2010104009A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention is intended for separating minor solid particles from gas mix in the field of centrifugal forces. Proposed cyclone comprises vertical case with taper bottom, horizontal cover, adapter, inlet and discharge branch pipes, separation pack arranged insides said case and aligned therewith. Said pack consists of vertical plates arranged on bearing ring along its edges at an angle to circumference to form slotted channels in overlapping zone, accumulation container with discharge device, neck jointing said case with accumulation container, and provided with locking device. Disk is secured from below to bearing ring with clearance. Hollow cylinder is secured from below to said disk and aligned therewith. Distributing nested doll is secured from below to said cylinder and aligned therewith. Said nested doll consists of coaxial perforated different diameter and length tubes fitted one into another. Larger-length tubes feature smaller diameter. Round opening is made at disk center to accommodate suction branch pipe provided with flow regulator. Flat ring elevated relative to bearing ring to make annular clearance with separation pack vertical plates is secured on said suction branch pipe. Protective disk is arranged below said distribution nested doll and aligned therewith.

EFFECT: higher efficiency and reliability, simplified design.

3 dwg

Description

Изобретение предназначено для отделения мелких твердых частиц из потока газовой смеси в поле центробежных сил.The invention is intended to separate fine solid particles from a gas mixture stream in a field of centrifugal forces.

Известен циклон (заявка RU 2008108052/15, 29.02.2008), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной и выходной патрубки, дефлектор, установленный по ходу вращения газового потока, ложное днище, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из плоских сепарационных пластин, образующих щелевые каналы в зоне нахлестки, плоского днища, приподнятого относительно нижней кромки пластин и имеющего относительно их кольцевой радиальный зазор и соединенного посредством радиальных косынок с ложным днищем, при этом в центре плоского днища сепарационного пакета и в центре ложного днища выполнены сквозные отверстия, в которые вмонтирована цилиндрическая трубка, накопительную емкость, отличающийся тем, что между внутренней поверхностью корпуса циклона и началом вертикальной пластины дефлектора около входного патрубка образован вертикальный щелевой канал, внутри накопительной емкости вмонтирован перфорированный цилиндр, к верхней части которого прикреплен перфорированный диск, по осевой линии перфорированного диска закреплен передвижной шток, на верхнем конце которого установлена глухая шайба, ниже перфорированного цилиндра в верхней части накопительной емкости расположены вращающиеся на одной оси полукруглые плоские шибера.Known cyclone (application RU 2008108052/15, 02.29.2008) containing a vertical cylindrical body, a horizontal cover, inlet and outlet nozzles, a deflector installed in the direction of rotation of the gas stream, a false bottom, a vertical separation package consisting of flat separation plates forming slotted channels in the overlapping zone, a flat bottom, raised relative to the lower edge of the plates and having a radial clearance relative to them and connected by means of radial scarves with a false bottom, while in the center of the plane through the bottom of the separation package and in the center of the false bottom, through holes are made into which a cylindrical tube is mounted, a storage tank, characterized in that a vertical slot channel is formed between the inner surface of the cyclone body and the beginning of the vertical deflector plate near the inlet pipe, and a perforated cylinder is mounted inside the storage tank , to the upper part of which a perforated disk is attached, a movable rod is fixed along the axial line of the perforated disk, on the upper end e which is set blind washer, perforated cylinder below the top of the storage container are arranged on one rotary axis semicircular flat slide.

Известное устройство сложно по конструкции, ненадежно в эксплуатации: наличие дефлектора внутри корпуса занимает полезный объем зоны сепарации, ось сепарационного пакета смещена относительно оси корпуса, что приводит к неустойчивому вращению газового потока, на горизонтальной поверхности перфорированного диска в процессе эксплуатации могут скапливаться твердые частицы и засорять отверстия, перфорированный цилиндр препятствует вращению газового потока ниже сепарационного пакета, что приводит к смешиванию разделенных фракций, твердые частицы накапливается непосредственно в нижней части цилиндрического корпуса, что может приводить к их уносу вращающимся потоком.The known device is difficult in design, unreliable in operation: the presence of a deflector inside the housing occupies the useful volume of the separation zone, the axis of the separation package is shifted relative to the axis of the housing, which leads to unstable rotation of the gas flow, solid particles can accumulate on the horizontal surface of the perforated disk during operation and clog up holes, the perforated cylinder prevents the rotation of the gas stream below the separation package, which leads to mixing of the separated fractions, solid suspended particles accumulate directly in the lower part of the cylindrical body, which can lead to entrainment of the rotating flow.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение эффективности и надежности.The objective of the invention is to simplify the design, increase efficiency and reliability.

Подача газа в циклон и формирование вращательного движения газового потока осуществляется не дефлектором, а наружным тангенциальным или спиральным входным патрубком.The gas supply to the cyclone and the formation of the rotational movement of the gas flow is carried out not by a deflector, but by an external tangential or spiral inlet pipe.

К опорному кольцу соосно корпусу снизу с зазором прикреплен диск, к диску соосно ему снизу крепится пустотелый цилиндр, к пустотелому цилиндру соосно ему снизу крепится распределяющая матрешка, состоящая из соосно расположенных перфорированных трубок различного диаметра и длины, которые расположены одна внутри другой, причем трубки, имеющие большую длину, имеют меньший диаметр, в центре диска находится круглое отверстие, в которое вмонтирован подсосный патрубок, снабженный регулятором, регулирующим поток через него.A disk is attached to the support ring coaxially to the bottom case with a gap, a hollow cylinder is attached to the disk coaxially to the bottom, a distributing doll consisting of coaxially arranged perforated tubes of different diameters and lengths, which are located inside one another, is attached coaxially to the bottom of the cylinder, having a large length, have a smaller diameter, in the center of the disk there is a round hole in which a suction pipe is mounted, equipped with a regulator that regulates the flow through it.

Из-за вращения газового потока внутри сепарационного пакета по его осевой линии образуется зона пониженного давления, поэтому вращающийся в пространстве, образованном стенкой корпуса и сепарационным пакетом, разделенный на фракции газовый поток движется вниз: очищенный слой движется вниз к распределяющей матрешке где, равномерно распределяясь по ее поверхности, засасывается в пустотелый цилиндр и далее через подсосный патрубок внутрь сепарационного пакета, твердые частицы, отброшенные центробежной силой на внутреннюю поверхность корпуса, движимые гравитационной силой и движущимся вниз потоком, попадают на внутреннюю поверхность конического днища и далее через перешеек в накопительную емкость.Due to the rotation of the gas stream inside the separation package along its axial line, a zone of reduced pressure is formed, therefore, the gas stream, which is divided into fractions, rotates downward in the space formed by the casing wall and the separation package, flows: the cleaned layer moves downward to the distribution doll, where it is evenly distributed over its surface, is sucked into the hollow cylinder and then through the suction pipe into the separation package, solid particles, discarded by centrifugal force on the inner surface of shells, driven by gravitational force and moving downward flow, fall on the inner surface of the conical bottom and then through the isthmus into the storage tank.

Распределяющая матрешка, состоящая из соосно расположенных перфорированных трубок различного диаметра и длины, которые расположены одна внутри другой, позволяет сохранить вращательное движение ниже сепарационного пакета и, как следствие, сохранить фракции разделенными, снизить скорость подсоса очищенной фракции за счет распределения потока по своей поверхности.A distributing matryoshka, consisting of coaxially arranged perforated tubes of various diameters and lengths, which are located one inside the other, allows you to keep the rotational movement below the separation bag and, as a result, keep the fractions separated, reduce the rate of suction of the cleaned fraction due to the flow distribution over its surface.

Ниже распределяющей матрешки соосно ей крепится защитный диск, который препятствует движению потока по осевой линии вверх в распределяющую матрешку из нижней части корпуса.Below the distributing matryoshka, a protective disk is mounted coaxially to it, which prevents the flow from moving along the center line upward into the distributing matryoshka from the lower part of the body.

Коническое днище через перешеек, снабженный запорным устройством, соединяется с накопительной емкостью, что позволяет избежать уноса газовым потоком скапливающихся твердых частиц.The conical bottom through the isthmus, equipped with a locking device, is connected to the storage tank, which avoids entrainment of accumulated solid particles by the gas stream.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена заявляемость совокупности признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.According to the patent and scientific and technical literature, the claimed nature of the totality of features was not found, which allows us to judge the inventive step of the proposal.

На фиг.1 изображен циклон в поперечном сечении.Figure 1 shows a cyclone in cross section.

На фиг.2 - разрез А-А фиг.1.Figure 2 is a section aa of figure 1.

На фиг.3 - разрез В-В фиг.1.Figure 3 is a section bb In figure 1.

Циклон содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, горизонтальную крышку 3 с круглым отверстием в центре, над которым расположен переходник 4 с выходным патрубком 5, тангенциальный или спиральный входной патрубок 7 (фиг.1, фиг.2). Внутри цилиндрического корпуса соосно ему расположен сепарационный пакет 8, состоящий из вертикальных пластин 9 (фиг.2), расположенных на опорном кольце 10 (фиг.1, фиг.2) по окружности под некоторым постоянным углом к линии окружности и образующих щелевые каналы 11 (фиг.2) в зоне нахлестки. К опорному кольцу 10 соосно корпусу снизу с зазором на шпильках 12 крепится диск 13, к диску 13 соосно ему снизу крепится пустотелый цилиндр 14 без оснований, к пустотелому цилиндру 14 соосно ему снизу на косынках 15 (фиг.1, фиг.3) крепится распределяющая матрешка 16, состоящая из соосно расположенных перфорированных трубок различного диаметра и длины, которые расположены одна внутри другой, причем трубки, имеющие большую длину, имеют меньший диаметр. В центре диска 13 находится круглое отверстие, в которое вмонтирован подсосный патрубок 17 (фиг.1, фиг.2), снабженный регулятором 18, регулирующим поток через него. На подсосном патрубке 17 крепится плоское кольцо 19 (фиг.1, фиг.2), приподнятое относительно опорного кольца 10 и образующее кольцевой зазор с вертикальными пластинами 9 сепарационного пакета 8. Ниже распределяющей матрешки 16 соосно ей на прутиках 20 крепится защитный диск 21. Коническое днище 2 корпуса 1 через перешеек 22, снабженный запорным устройством 23, соединяется с накопительной емкостью 24. В нижней части накопительной емкости 24 находится разгрузочное устройство 25 с запорным устройством 26.The cyclone contains a vertical cylindrical body 1 with a conical bottom 2, a horizontal cover 3 with a round hole in the center, over which an adapter 4 with an outlet pipe 5 is located, a tangential or spiral inlet pipe 7 (Fig. 1, Fig. 2). Inside the cylindrical body, a separation package 8 is arranged coaxially with it, consisting of vertical plates 9 (FIG. 2) located on the support ring 10 (FIG. 1, FIG. 2) around the circumference at a certain constant angle to the circle line and forming slotted channels 11 ( figure 2) in the lap zone. A disk 13 is attached to the support ring 10 coaxially to the bottom case with a clearance on the studs 12, a hollow cylinder 14 without bases is attached coaxially to the bottom of the disk 13, a distribution valve is attached coaxially to the hollow cylinder 14 from below on the scarves 15 (Fig. 1, Fig. 3) Matryoshka 16, consisting of coaxially arranged perforated tubes of various diameters and lengths, which are located one inside the other, moreover, tubes having a greater length have a smaller diameter. In the center of the disk 13 there is a round hole in which a suction pipe 17 (Fig. 1, Fig. 2) is mounted, equipped with a regulator 18 that controls the flow through it. A flat ring 19 is attached to the suction nozzle 17 (FIG. 1, FIG. 2), raised relative to the support ring 10 and forming an annular gap with vertical plates 9 of the separation package 8. A protective disk 21 is attached coaxially to the rods 20 below the distribution dolls. Conical the bottom 2 of the housing 1 through the isthmus 22, equipped with a locking device 23, is connected to the storage tank 24. In the lower part of the storage tank 24 is a discharge device 25 with a locking device 26.

Циклон работает следующим образом: сепарируемая газопылевая смесь подводится в аппарат через тангенциальный или спиральный входной патрубок 7, который производит ввод газа в цилиндрический корпус 1 и формирует в нем вращательное движение газового потока. Из-за вращения газового потока внутри сепарационного пакета 8 по его осевой линии образуется зона пониженного давления, поэтому вращающийся в пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и сепарационным пакетом 8, разделенный на фракции газовый поток движется вниз: очищенный слой движется вниз к распределяющей матрешке 16, где, равномерно распределяясь по ее поверхности, засасывается в пустотелый цилиндр 14 и далее через подсосный патрубок 17 внутрь сепарационного пакета 8, твердые частицы, отброшенные центробежной силой на внутреннюю поверхность корпуса 1, движимые гравитационной силой и движущимся вниз потоком, попадают на внутреннюю поверхность конического днища 2 и далее через перешеек 22 в накопительную емкость 24. Защитный диск 21 препятствует движению потока по осевой линии вверх в распределяющую матрешку 16 из нижней части корпуса. Скорость потока через подсосный патрубок 17 регулируется регулятором 18. Очищенный поток, проходящий щелевые каналы 11, а также очищенный поток, засасываемый через подсосный патрубок 17, транспортируется вверх в переходник 4 и далее в выходной патрубок 5. Плоское кольцо 19, закрепленное на подсосном патрубке 17, препятствует попаданию в осевую зону сепарационного пакета 8 твердых частиц, двигающихся вниз по внутренней поверхности сепарационного пакета и попадающих в кольцевой зазор, образованный плоским кольцом 19 и вертикальными пластинами 9 сепарационного пакета 8. При работе циклона запорное устройство 23 на перешейке 22 открыто и твердые частицы через него попадают в накопительную емкость 24. При заполнении накопительной емкости 24 она изолируется от пространства корпуса 1 закрытием запорного устройства 23 на перешейке 22 и разгружается открытием запорного устройства 2 6 на разгрузочном устройстве 25.The cyclone works as follows: the separated gas-dust mixture is introduced into the apparatus through a tangential or spiral inlet pipe 7, which introduces gas into the cylindrical body 1 and forms a rotational movement of the gas stream in it. Due to the rotation of the gas stream inside the separation package 8 along its axial line, a reduced pressure zone is formed, therefore, the gas stream, which is divided into fractions, rotates downward in the space formed by the wall of the housing 1 and the separation package 8: the cleaned layer moves downward to the distribution doll 16, where, evenly distributed over its surface, it is sucked into the hollow cylinder 14 and then through the suction pipe 17 inside the separation bag 8, solid particles discarded by centrifugal force on the inner surface ited body 1, driven by gravitational force and moving downward flow, fall onto the inner surface of the conical bottom 2 and further through the isthmus 22 in the holding tank 24. The protective disc 21 prevents the flow of traffic along the axial line up in distributing doll 16 from the bottom of the housing. The flow rate through the suction nozzle 17 is regulated by the regulator 18. The cleaned flow passing through the slotted channels 11, as well as the cleaned flow sucked through the suction nozzle 17, is transported upward into the adapter 4 and then to the outlet nozzle 5. A flat ring 19 mounted on the suction nozzle 17 , prevents solid particles moving down the inner surface of the separation package and falling into the annular gap formed by a flat ring 19 and vertical plates 9 s into the axial zone of the separation package 8 batch pack 8. During operation of the cyclone, the locking device 23 on the isthmus 22 is open and solid particles enter through it into the storage tank 24. When filling the storage tank 24, it is isolated from the space of the housing 1 by closing the locking device 23 on the isthmus 22 and unloaded by opening the locking device 2 6 on the unloader 25.

Claims

A cyclone comprising a vertical cylindrical body with a conical bottom, a horizontal cover, an adapter, an outlet pipe, a tangential or spiral inlet pipe, a separation bag located inside the cylindrical body coaxially with it, consisting of vertical plates located on a support ring around a circle at a certain constant angle to the circle line and forming gap channels in the lap zone, the storage tank with the unloading device, the isthmus connecting the housing with the storage tank and equipped with a locking device, characterized in that a disk is attached coaxially to the support ring from the bottom with a gap, a hollow cylinder is attached to the disk coaxially from the bottom, a distributing doll consisting of coaxially arranged perforated tubes of various diameters is attached coaxially with it from below and lengths that are located one inside the other, and the tubes having a greater length have a smaller diameter, in the center of the disk there is a round hole in which a suction pipe equipped with with a regulator that regulates the flow through it, a flat ring is mounted on the suction nozzle, raised relative to the support ring and forming an annular gap with vertical plates of the separation package, a protective disk is located coaxially with the matryoshka distributing dolls.