RU2621923C1 - Циклон - Google Patents
Циклон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621923C1 RU2621923C1 RU2015157029A RU2015157029A RU2621923C1 RU 2621923 C1 RU2621923 C1 RU 2621923C1 RU 2015157029 A RU2015157029 A RU 2015157029A RU 2015157029 A RU2015157029 A RU 2015157029A RU 2621923 C1 RU2621923 C1 RU 2621923C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- cyclone
- vortex tube
- tube
- vortex
- Prior art date
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 16
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
- B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
- F02C7/05—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
- F02C7/052—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with dust-separation devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационной техники, в частности предназначено для защиты газотурбинных двигателей от попадания пыли и посторонних предметов. Также может применяться в автомобильной и индустриальной промышленности для очистки воздуха от пыли и посторонних предметов. Циклон включает в себя вихревую трубку с завихрителем и выпускную трубку с кольцом, образующие кольцевой канал пылеудаления. Вихревая трубка с элементами фиксации представляет собой корпус цилиндрической формы по всей длине, а на выпускной трубке с элементами фиксации выполнены центровочные упоры, обеспечивающие соосность вихревой и выпускной трубок. Уменьшаются габариты и масса циклона с сохранением гидравлического сопротивления и степени очистки, а также обеспечивается удобство монтажа циклонов и их замены в процессе эксплуатации. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области авиационной техники, в частности предназначено для защиты газотурбинных двигателей от попадания пыли и посторонних предметов. Также может применяться в автомобильной и индустриальной промышленности для очистки воздуха от пыли и посторонних предметов.
Известен прямоточный циклон по патенту RU 2181439, F02C 7/052, состоящий из цилиндрического корпуса, переходящего в диффузор и снабженного лопаточным закручивающим аппаратом-завихрителем. Внутри диффузора соосно корпусу циклона, на внутренней трубной доске установлена трубка отвода очищенного воздуха, образуя кольцевой канал для отвода сепарированной пыли в пылесборник. Степень очистки данного циклона находится в диапазоне 90…95%, а гидравлическое сопротивление 100…150 мм вод.ст.
Недостатками данного циклона являются невысокая степень очистки (90…95%) и отсутствие центровочных элементов, обеспечивающих соосность вихревой и выходной трубок, как следствие ухудшение степени очистки и невозможность установки циклонов на криволинейных поверхностях. Дополнительным и существенным недостатком данной конструкции является установка циклонов изнутри панелей способом термической развальцовки. Такой тип установки требует специального оборудования и повышенной трудоемкости монтажа, а также не дает возможности легкой замены дефектных циклонов в процессе эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является циклон по патенту FR2632215, МПК B01D 45/12. Корпус циклона, в котором установлен завихритель, выполнен в виде цилиндра, далее идет переход на конус, а затем выполнен диффузор с переходом в цилиндрическую форму. В цилиндрической части диффузора выполнено окно для удаления пылевого концентрата.
В вихревой трубке предусмотрено посадочное место под выходную трубку, обеспечивающее соосность этих элементов. Циклоны в сборе вставляются в одну из циклонных панелей и термически развальцовываются, далее накрываются второй панелью и также развальцовываются.
Недостатками данного циклона являются большие габариты и, как следствие, увеличение массы циклона. Также дополнительным и существенным недостатком данной конструкции является установка циклонов изнутри панелей способом термической развальцовки. Такой тип установки требует специального оборудования и повышенной трудоемкости монтажа, а также не дает возможности легкой замены дефектных циклонов в процессе эксплуатации. Данный циклон имеет степень очистки 97…98% и гидравлическое сопротивление 100 мм вод.ст.
Задачами заявляемого технического решения являются уменьшение габаритов и массы циклона с сохранением гидравлического сопротивления и степени очистки, а также обеспечение удобства монтажа циклонов, их замены в процессе эксплуатации и уменьшение расстояния между крепежными элементами вихревой и выпускной трубок и, как следствие, уменьшение межпанельного расстояния под установку циклонов.
Указанная техническая задача решается благодаря тому, что циклон, включающий в себя вихревую трубку с завихрителем и выпускную трубку с кольцом, образующие кольцевой канал пылеудаления, согласно заявляемому изобретению вихревая трубка с элементами фиксации представляет собой корпус цилиндрической формы по всей длине, а на выпускной трубке с элементами фиксации выполнены центровочные упоры, обеспечивающие соосность вихревой и выпускной трубок, при этом геометрические параметры циклона связаны между собой следующими соотношениями:
dвход/Dвход=0,45…0,65 (предпочтительно 0,52…0,58)
dвход/dвыход=0,55…0,8 (предпочтительно 0,6…0,7)
- L1/Dвход=2…3,2 (предпочтительно 2,2…2,9)
- L2/Dвход=0,6…1,4 (предпочтительно 0,7…0,9)
- L3/Dвход=0,5…1,8 (предпочтительно 1,1…1,7)
- L4/Dвход=2…7 (предпочтительно 2,0…3,5)
- S/Dвход=0,03…0,17 (предпочтительно 0,05…1,3)
- αшн.=50°…70° (предпочтительно 60°…66°)
- αв.тр.=0°…2,5° (предпочтительно 1°…2°),
где Dвход - внутренний диаметр вихревой трубки на входе;
dвход - входной диаметр выпускной трубки;
dвыход - выходной диаметр выпускной трубки;
L1 - длина вихревой трубки;
L2 - длина завихрителя;
L3 - расстояние от конца завихрителя до входного диаметра выпускной трубки;
L4 - длина выпускной трубки;
S - величина кольцевого зазора для удаления пыли;
αв.тр. - внутренний угол раскрытия вихревой трубки;
αшн. - угол закрутки завихрителя.
Циклон и размещенные на нем элементы фиксации, а также приведенные выше геометрические соотношения размеров обеспечивают удобство монтажа циклонов и их замену в процессе эксплуатации, при этом сохраняя высокую степень очистки и низкое гидравлическое сопротивление.
В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи:
фиг. 1 - изометрическое изображение конструкции циклона;
фиг. 2 - циклон в разрезе с геометрическими параметрами.
Предложенный циклон состоит из вихревой (1) и выпускной трубок (2). Вихревая трубка (1) представляет собой корпус цилиндрической формы, на входе которой расположен завихритель (3) в виде шнека с углом закрутки αшн.=50°…70° (предпочтительно 60°…66°) и уплотнительный бурт (4), также на внешней стороне корпуса размещены защелкивающиеся элементы фиксации (5) и упор для фиксации (6) вихревой трубки в циклонной панели.
На выходе из вихревой трубки (1) соосно располагается выпускная трубка (2), имеющая конусообразную форму, с внешней стороны которой расположено кольцо (7) с центровочными упорами (8), при этом кольцо (7) и выходная часть вихревой трубки (1) образуют кольцевой канал (9). Выпускная трубка (2) оснащена защелкивающимися элементами фиксации (10), а также уплотнительным буртом (11) и упором для фиксации (12) выпускной трубки в циклонной панели.
Геометрические параметры трубок связаны между собой следующими соотношениями:
dвход/Dвход=0,45…0,65 (предпочтительно 0,52…0,58)
dвход/dвыход=0,55…0,8 (предпочтительно 0,6…0,7)
- L1/Dвход=2…3,2 (предпочтительно 2,2…2,9)
- L2/Dвход=0,6…1,4 (предпочтительно 0,7…0,9)
- L3/Dвход=0,5…1,8 (предпочтительно 1,1…1,7)
- L4/Dвход=2…7 (предпочтительно 2,0…3,5)
- S/Dвход=0,03…0,17 (предпочтительно 0,05…1,3)
- αв.тр.=0о…2,5° (предпочтительно 1°…2°),
где Dвход - внутренний диаметр вихревой трубки на входе;
dвход - входной диаметр выпускной трубки;
dвыход - выходной диаметр выпускной трубки;
L1 - длина вихревой трубки;
L2 - длина завихрителя;
L3 - расстояние от конца завихрителя до входного диаметра выпускной трубки;
L4 - длина выпускной трубки;
S - величина кольцевого зазора для удаления пыли;
αв.тр. - внутренний угол раскрытия вихревой трубки.
Циклоны устанавливаются снаружи панелей (13), (14) и фиксируются в них с помощью защелкивающихся элементов (5) и (10) и уплотнительных буртов (4) и (11) соответственно.
Подобный способ установки имеет ряд преимуществ, такие как: простота монтажа - циклоны вставляются и фиксируются в панелях с помощью защелкивающихся элементов без использования какого-либо дополнительного оборудования, имеется возможность сборки на любом предприятии (в полевых условиях), удобство в эксплуатации, т.к. появляется возможность полной замены всех циклонов без разборки пылезащитного устройства.
Установка циклонов снаружи панелей выполняется благодаря цилиндрическому корпусу циклона, вследствие чего вихревая трубка (1) свободно устанавливается в панели (13) снаружи и фиксируется в ней с помощью уплотнительного бурта (4) с одной стороны наружной панели и защелкивающихся элементов (5) с другой стороны. Данные элементы, а также материал и толщина стенки корпуса подобраны таким образом, чтобы в момент вставки циклона за счет упругой деформации происходил прогиб защелкивающихся элементов внутрь корпуса, а затем их восстановление и фиксация вихревой трубки циклона в панели.
Для защиты вихревой трубки от проворотов в панели в процессе работы на корпусе циклона выполнен специальный упор (12). В циклонной панели должен быть предусмотрен ответный паз под данный упор.
Выпускная трубка (2) устанавливается снаружи в панели (14) и также фиксируется защелкивающимися элементами (10) и уплотнительным буртом (11), упор (12) защищает выпускную трубку от проворотов, а центровочные упоры (8), вписанные в посадочный диаметр отверстий циклонной панели (14), беспрепятственно проходят через данные отверстия и обеспечивают соосность выпускной трубки относительно вихревой.
При установке выпускной трубки (2) происходит упругая деформация защелкивающихся элементов (10). После прохождения отверстия циклонной панели (14) защелкивающиеся элементы (10) восстанавливаются и происходит фиксация выпускной трубки (2) в циклонной панели (14).
Уплотнительные бурты (4) и (11) плотно прилегают к поверхности циклонных панелей (13) и (14), тем самым обеспечивая герметичность установки циклонов, не давая загрязненному воздуху перетекать из области пылеудаления в область чистого воздуха, либо из окружающей среды в область пылеудаления, минуя циклоны, тем самым уменьшая полезную производительность источника пылеудаления.
Плотность прилегания уплотнительных буртов (4) и (11) к поверхности циклонных панелей (13) и (14), а также обеспечение срабатывания защелкивающихся элементов достигается за счет применения термопластичных материалов со следующими основными характеристиками:
- Модуль упругости (Е) в пределах 1600…5000 Па (предпочтительно 1600…1900 МПа);
- Относительное удлинение при разрыве 3…70% (предпочтительно 40…60%);
- Предел текучести 15…1000 МПа (предпочтительно 15…30 МПа);
- Показатель текучести расплава 5…30 г/10 мин (предпочтительно 11…16 г/10 мин);
- Условия эксплуатации материала -60…+130°C.
Как один из вариантов применения может использоваться материал «Армлен» (ТУ 2243-013-11378612-2010).
При этом толщина уплотнительных буртов (для установки на криволинейных поверхностях) должна быть в диапазоне 0,3…2 мм (предпочтительно 0,5…1,5 мм), для установки на плоской поверхности толщина буртов может быть любой.
Изобретение работает следующим образом.
Например, газотурбинный двигатель летательного аппарата в процессе работы создает разряжение на входе в компрессор. Воздушные потоки, поступающие на вход в двигатель, увлекают за собой взвесь пыли, песка и других посторонних предметов. Проходя через завихритель (3) вихревой трубки (1), взвешенные частицы приобретают вращательное движение и под действием центробежных сил, двигаясь по внутренним стенкам циклона, устремляются через кольцевой канал (9) циклона в тракт пылеудаления, образованный циклонными панелями (13) и (14).
Claims (20)
- Циклон, включающий в себя вихревую трубку с завихрителем и выпускную трубку с кольцом, образующие кольцевой канал пылеудаления, отличающийся тем, что вихревая трубка с элементами фиксации представляет собой корпус цилиндрической формы по всей длине, а на выпускной трубке с элементами фиксации выполнены центровочные упоры, обеспечивающие соосность вихревой и выпускной трубок, при этом геометрические параметры циклона связаны между собой следующими соотношениями:
- dвход/Dвход = 0,45…0,65
- dвход/dвыход = 0,55…0,8
- - L1/Dвход = 2…3,2
- - L2/Dвход = 0,6…1,4
- - L3/Dвход = 0,5…1,8
- - L4/Dвход = 2…7
- - S/Dвход = 0,03…0,17
- - αшн.=50°…70°
- - αв.тр.=0°…2,5°,
- где Dвход - внутренний диаметр вихревой трубки на входе;
- dвход - входной диаметр выпускной трубки;
- dвыход - выходной диаметр выпускной трубки;
- L1 - длина вихревой трубки;
- L2 - длина завихрителя;
- L3 - расстояние от конца завихрителя до входного диаметра выпускной трубки;
- L4 - длина выпускной трубки;
- S - величина кольцевого зазора для удаления пыли;
- αв.тр. - внутренний угол раскрытия вихревой трубки;
- αшн. - угол закрутки завихрителя.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157029A RU2621923C9 (ru) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | Циклон |
PCT/RU2016/000690 WO2017116279A1 (ru) | 2015-12-30 | 2016-10-11 | Циклон |
CN201680077513.XA CN108834405B (zh) | 2015-12-30 | 2016-10-11 | 旋风器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157029A RU2621923C9 (ru) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | Циклон |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2621923C1 true RU2621923C1 (ru) | 2017-06-08 |
RU2621923C9 RU2621923C9 (ru) | 2018-11-15 |
Family
ID=59032380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015157029A RU2621923C9 (ru) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | Циклон |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108834405B (ru) |
RU (1) | RU2621923C9 (ru) |
WO (1) | WO2017116279A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195672U1 (ru) * | 2019-11-15 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью «ИНТЕХПРОЕКТ» | Прямоточный циклон |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113959887A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-21 | 上海水又建设工程有限公司 | 一种建筑施工用的灰尘检测装置及检测方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1320200A (fr) * | 1962-01-26 | 1963-03-08 | D Applic Generalisees Sur L Ai | épurateur de fluides gazeux poussiéreux |
FR2632214A1 (fr) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Cyclofil Pty Ltd | Dispositif de separation a tube a tourbillon |
RU2181439C2 (ru) * | 1999-11-22 | 2002-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" | Пылезащитное устройство двигателя летательного аппарата |
RU2226121C1 (ru) * | 2003-04-02 | 2004-03-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "НЕВТУРБОТЕСТ" | Инерционный очиститель газа |
UA10458U (ru) * | 2005-04-29 | 2005-11-15 | Національний Університет "Львівська Політехніка" | Прямоточный циклон |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8061973B2 (en) * | 2008-07-14 | 2011-11-22 | General Electric Company | Turbomachine including an adaptable intake system and method of controlling airflow to a turbomachine |
US8997450B2 (en) * | 2010-11-22 | 2015-04-07 | Bha Altair, Llc | Filter cartridge assembly for use with turbine engine systems |
-
2015
- 2015-12-30 RU RU2015157029A patent/RU2621923C9/ru active
-
2016
- 2016-10-11 CN CN201680077513.XA patent/CN108834405B/zh active Active
- 2016-10-11 WO PCT/RU2016/000690 patent/WO2017116279A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1320200A (fr) * | 1962-01-26 | 1963-03-08 | D Applic Generalisees Sur L Ai | épurateur de fluides gazeux poussiéreux |
FR2632214A1 (fr) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Cyclofil Pty Ltd | Dispositif de separation a tube a tourbillon |
RU2181439C2 (ru) * | 1999-11-22 | 2002-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" | Пылезащитное устройство двигателя летательного аппарата |
RU2226121C1 (ru) * | 2003-04-02 | 2004-03-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "НЕВТУРБОТЕСТ" | Инерционный очиститель газа |
UA10458U (ru) * | 2005-04-29 | 2005-11-15 | Національний Університет "Львівська Політехніка" | Прямоточный циклон |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195672U1 (ru) * | 2019-11-15 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью «ИНТЕХПРОЕКТ» | Прямоточный циклон |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108834405B (zh) | 2020-11-10 |
RU2621923C9 (ru) | 2018-11-15 |
WO2017116279A1 (ru) | 2017-07-06 |
CN108834405A (zh) | 2018-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7878299B2 (en) | Silencer apparatus with disposable silencer cartridge unit | |
US8425641B2 (en) | Inlet air filtration system | |
US10450951B2 (en) | Cyclonic separator for a turbine engine | |
FI92154B (fi) | Pyörreputkikaasunpuhdistuslaite tai partikkeleiden talteenottolaite | |
US10697328B2 (en) | Device and method for removing particles from air flow | |
RU2621923C1 (ru) | Циклон | |
US20190009205A1 (en) | Separating device | |
EP3141304B1 (en) | Centrifugal debris separator | |
US3339349A (en) | Coalescer | |
US20160047342A1 (en) | Centrifugal separator and filter arrangement | |
US20140237954A1 (en) | Particle separator | |
GB1070458A (en) | Separator for removing foreign matter from a gas stream | |
CN105188948B (zh) | 用于从气流中分离杂质的装置和方法 | |
US11090593B2 (en) | Compressed air fluid separator with vortex baffle | |
WO2017191242A1 (en) | Cyclone and dip tube for separating a gas | |
US10012147B2 (en) | Apparatus and method for air particle separator in gas turbine engine | |
RU2659641C2 (ru) | Встроенная система промывки для газотурбинного двигателя | |
RU2018112315A (ru) | Устройство улавливания частиц для газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, оснащенный таким устройством | |
RU2015112726A (ru) | Вихревой пылеуловитель | |
US20160136556A1 (en) | Contaminant separator for a nitrogen generation system and method of removing contaminants from an airstream | |
RU2116116C1 (ru) | Инерционный очиститель газа | |
RU61584U1 (ru) | Газовый сепаратор | |
CN204051318U (zh) | 用于从气流分离杂质的装置 | |
CN216241490U (zh) | 一种重型燃气轮机用进气蜗壳和重型燃气轮机 | |
CN220204196U (zh) | 一种便于清理的离心式管道风机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210118 Effective date: 20210118 |