RU94877U1

RU94877U1 - CYCLONE

Info

Publication number: RU94877U1
Application number: RU2010100217/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Яковлевич Носырев; Александр Игоревич Плетнев
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Циклон, состоящий из корпуса с крышкой с улиточным завихрителем, тангенциального входного и осевого выходного патрубков, усеченного конического бункера с патрубком выхода шлама, отличающийся тем, что в корпус дополнительно введены коронирующая сетка с коронирующими иглами, осадительный электрод, анодная сетка, усеченный конус, отбойник и изолятор, осевой выходной патрубок выполнен по всей длине корпуса, коронирующая сетка в форме цилиндра с радиальными коронирующими иглами установлена соосно и с зазором к осевому выходному патрубку по всей его длине, осадительный электрод в форме цилиндра установлен вдоль стенки корпуса, анодная сетка в форме цилиндра установлена соосно корпусу между осадительным электродом и коронирующей сеткой, причем осадительный электрод, анодная сетка и коронирующая сетка закреплены своими верхними концами через изолятор к крышке устройства, а нижним концом анодная сетка закреплена к усеченному конусу, который выполнен из изоляционного материала и меньшим основанием жестко закреплен к нижнему концу осевого выходного патрубка, с внутренней стороны усеченного конического бункера с выходным патрубком жестко установлен на ножках отбойник. A cyclone consisting of a housing with a lid with a snail swirl, a tangential inlet and axial outlet nozzles, a truncated conical hopper with a sludge outlet nozzle, characterized in that a corona grid with corona needles, a precipitation electrode, an anode grid, a truncated cone, and a chipper are additionally introduced and an insulator, an axial outlet pipe is made along the entire length of the housing, a corona mesh in the form of a cylinder with radial corona needles is installed coaxially and with a clearance to the axial outlet pipe along along its entire length, a cylindrical-shaped precipitation electrode is installed along the housing wall, a cylinder-shaped anode grid is installed coaxially to the housing between the precipitation electrode and the corona network, and the precipitation electrode, anode grid and the corona grid are fixed with their upper ends through the insulator to the device cover and the lower the end of the anode grid is fixed to a truncated cone, which is made of insulating material and a smaller base is rigidly fixed to the lower end of the axial outlet pipe, with an inner Orons of a truncated conical hopper with an outlet pipe are rigidly mounted on the legs of the chipper.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а конкретнее устройствам для отделения дисперсных частиц от газов и может найти применение в химической, пищевой, деревообрабатывающей, строительной, железнодорожной и других отраслях промышленности, а конкретнее при очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to mechanical engineering, and more specifically to devices for separating dispersed particles from gases and can find application in chemical, food, woodworking, construction, railway and other industries, and more specifically in the treatment of exhaust gases of internal combustion engines.

Известен циклон, содержащий корпус, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, винтообразную крышку, бункер и выходной патрубок для выхода очищенного газа, причем ось входного патрубка направлена под углом к оси корпуса и по касательной к поверхности выходного патрубка (Гордон Г.М. и др. Пылеулавливание и очистка газов, М., Металлургия, 1968 г., стр.186-187).A known cyclone comprising a housing, a peripheral input of a gas stream, made in the form of an inlet pipe, a screw-shaped cover, a hopper and an outlet pipe for the outlet of the purified gas, the axis of the inlet pipe pointing at an angle to the axis of the body and tangent to the surface of the outlet pipe (Gordon G. M. et al. Dust collection and purification of gases, M., Metallurgy, 1968, pp. 186-187).

Недостатком циклона является низкое качество очистки газа от мелкодисперсных компонентов и аэрозолей.The disadvantage of a cyclone is the low quality of gas purification from finely dispersed components and aerosols.

Известен циклон, содержащий корпус, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, винтообразную крышку, бункер и выходной патрубок для выхода очищенного газа, причем ось входного патрубка направлена под углом к оси корпуса и по касательной к поверхности выходного патрубка, на конце выходного патрубка очищенного газа закреплен фильтрующий элемент, выполненный в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария или в виде поверхности, образованной вращением вокруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например П-образного профиля или полуокружности, причем гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15÷25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами [патент РФ №2256510, МПК В04С 9/00, опубл. 20.07.2005 г., БИ №20. «Циклон», авторы Кочетов О.С. и др.].A known cyclone comprising a housing, a peripheral input of a gas stream, made in the form of an inlet pipe, a screw-shaped cover, a hopper and an outlet pipe for the outlet of the purified gas, the axis of the inlet pipe pointing at an angle to the axis of the housing and tangentially to the surface of the outlet pipe, a purified gas nozzle secured a filter element made in the form of a body of revolution, the axis of which coincides with the axis of the outlet of the purified gas, for example a cylinder, cone, truncated cone, hemisphere, or the surface formed by rotation around an axis that coincides with the axis of the outlet of the purified gas, for example a U-shaped profile or a semicircle, moreover, 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 improved sound absorbing properties [RF patent No. 2256510, IPC V04C 9/00, publ. July 20, 2005, BI No. 20. "Cyclone", authors Kochetov OS and etc.].

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.

Техническим результатом является повышение качества очистки газа от мелкодисперсных компонентов и аэрозолей, за счет ионизации газового потока в центробежном электрическом поле циклона.The technical result is to improve the quality of gas purification from finely dispersed components and aerosols, due to the ionization of the gas stream in the centrifugal electric field of the cyclone.

Технический результат достигается тем, что циклон, состоящий из корпуса с крышкой с улиточным завихрителем, тангенциального входного и осевого выходного патрубка, усеченного конического бункера с патрубком выхода шлама, в корпус дополнительно введены коронирующая сетка с коронирующими иглами, осадительный электрод, анодная сетка, усеченный конус, отбойник и изолятор, осевой выходной патрубок выполнен по всей длине корпуса, коронирующая сетка в форме цилиндра с радиальными коронирующими иглами, установлена соосно и с зазором к осевому выходному патрубку по всей его длине, осадительный электрод в форме цилиндра установлен вдоль стенки корпуса, анодная сетка в форме цилиндра установлена соосно корпусу между осадительным электродом и коронирующей сеткой, причем осадительный электрод, анодная сетка и коронирующая сетка закреплены своими верхними концами через изолятор к крышке устройства, а нижним концом анодная сетка закреплена к усеченному конусу, который выполнен из изоляционного материала и меньшим основанием жестко закреплен к нижнему концу осевого выходного патрубка, с внутренней стороны усеченного конического бункера с выходным патрубком жестко установлен на ножках отбойник.The technical result is achieved in that the cyclone, consisting of a housing with a cover with a snail swirl, a tangential inlet and axial outlet pipe, a truncated conical hopper with a sludge outlet pipe, a corona grid with corona needles, a precipitation electrode, an anode grid, a truncated cone are additionally introduced , a chipper and an insulator, an axial outlet pipe is made along the entire length of the body, a corona mesh in the form of a cylinder with radial corona needles is installed coaxially and with a clearance to the axial the outlet pipe along its entire length, a cylindrical-shaped precipitation electrode is installed along the housing wall, a cylinder-shaped anode grid is installed coaxially to the housing between the precipitation electrode and the corona grid, and the precipitation electrode, anode grid and corona grid are fixed with their upper ends through the insulator to the device cover and the lower end of the anode grid is fixed to a truncated cone, which is made of insulating material and a smaller base is rigidly fixed to the lower end of the axial output pat ubka, with the inner side of the truncated conical hopper outlet pipe is rigidly mounted on legs bump.

Постановка в циклон коронирующей сетки с коронирующими иглами и осадительного электрода позволяет повысить качество очистки газового потока, за счет наличия в циклоне электрического поля, ионизирующего газовый поток.The placement of a corona grid with corona needles and a precipitation electrode in a cyclone improves the quality of gas stream cleaning due to the presence of an electric field ionizing the gas stream in the cyclone.

Постановка анодной сетки позволяет ускорять электроны, испускаемые коронирующими иглами.The placement of the anode grid allows you to accelerate the electrons emitted by the corona needles.

Поскольку сетка расположена к катоду ближе, чем анод, ее потенциал влияет на анодный ток сильнее, чем напряжение на аноде. Отрицательный потенциал управляющей сетки понижает анодный ток относительно того значения, которое он имел бы в отсутствие сетки. Достаточно большой по абсолютной величине отрицательный потенциал управляющей сетки может вовсе прекратить анодный ток, свести его к нулю. Изменяя значение потенциала сетки, тем самым можно изменять величину анодного тока, что в конечном счете снижает энергозатраты на питание электродов.Since the grid is closer to the cathode than the anode, its potential affects the anode current more than the voltage at the anode. The negative potential of the control grid lowers the anode current relative to the value that it would have been in the absence of the grid. A sufficiently large absolute value of the negative potential of the control grid can completely stop the anode current, reduce it to zero. By changing the value of the grid potential, thereby it is possible to change the magnitude of the anode current, which ultimately reduces the energy consumption for feeding the electrodes.

Наличие анодной сетки позволяет формировать газовый поток, основная часть которого движется между анодной сеткой и осадительным электродом, тем самым увеличить свободную длину пробега части электронов, что непосредственно влияет на величину кинетической энергии электрона.The presence of the anode grid allows the formation of a gas flow, the main part of which moves between the anode grid and the precipitation electrode, thereby increasing the mean free path of some electrons, which directly affects the kinetic energy of the electron.

Кинетическая энергия электрона перед очередным столкновением с нейтральным атомом или молекулой пропорциональна напряженности электрического поля Е и длине свободного пробега электрона λ:The kinetic energy of an electron before another collision with a neutral atom or molecule is proportional to the electric field strength E and the electron mean free path λ:

где m - масса электрона,where m is the mass of the electron,

е - заряд электрона,e is the electron charge,

ν - скорость электрона.ν is the electron velocity.

На фиг.1 показан циклон,1 shows a cyclone,

на фиг.2 вид сверху фиг.1,figure 2 is a top view of figure 1,

на фиг.3 разрез А-А фиг.1,figure 3 section aa figure 1,

Циклон состоит из корпуса 1 выполненного из изоляционного материала, крышки 2 с тангенциальным входным патрубком 3, улиточным завихрителем 4 и осевым выходным патрубком 5, установленным соосно корпусу по всей его длине, бункера 6 с отбойником 7 и патрубком выхода шлама 8, коронирующей сетки 9 в форме цилиндра с радиальными коронирующими иглами 10, установленной соосно выходному патрубку и с зазором к нему, осадительного электрода 11 в форме цилиндра, установленного в корпусе, анодной сетки 12 в форме цилиндра, установленной соосно корпусу между осадительным электродом и коронирующей сеткой и закрепленной нижним концом к усеченному конусу 13, который выполнен из изоляционного материала и в меньшим основанием жестко закреплен к нижнему концу выходного патрубка, изоляционной пластины 14, к которой своими верхними концами закреплены коронирующая сетка, анодная сетка и осадительный электрод.The cyclone consists of a housing 1 made of insulating material, a cover 2 with a tangential inlet pipe 3, a snail swirl 4 and an axial outlet pipe 5, mounted coaxially to the body along its entire length, a hopper 6 with a chipper 7 and a sludge outlet pipe 8, a corona net 9 in in the form of a cylinder with radial corona needles 10 mounted coaxially with the outlet pipe and with a gap to it, a precipitation electrode 11 in the form of a cylinder installed in the housing, anode mesh 12 in the form of a cylinder mounted coaxially with the housing between aditelnym electrode and corona grid and the fixed lower end to the truncated cone 13, which is made of insulating material and a lower base is rigidly fixed to the lower end of the output pipe, an insulating plate 14, to which their upper ends are secured corona grid, the anode grid and the precipitation electrode.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Пылегазовый поток поступает в устройство через входной тангенциальный патрубок 3, который установлен на входе в улиточный завихритель 4 крышки 2. Выйдя из улиточного завихрителя, газовый поток попадает в межэлектродное пространство, закручивается в спираль и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок корпуса 1.The dust-gas flow enters the device through the inlet tangential pipe 3, which is installed at the entrance to the snail swirl 4 of the cover 2. Leaving the snail swirl, the gas stream enters the interelectrode space, twists into a spiral and then moves along a downward spiral line along the walls of the housing 1.

При прохождении газа со взвешенными дисперсными частицами в межэлектродном пространстве дисперсные частицы приобретают отрицательный заряд и под действием электрического поля перемещаются к положительно заряженному осадительному электроду 11. Дисперсные частицы приобретают отрицательный заряд при помощи коронирующих игл 10, с которых происходит сход электронов в сторону осадительного электрода.During the passage of gas with suspended dispersed particles in the interelectrode space, the dispersed particles acquire a negative charge and, under the influence of an electric field, move to a positively charged precipitation electrode 11. Dispersed particles acquire a negative charge by means of corona needles 10, from which electrons converge towards the precipitation electrode.

В результате отрицательно заряженные дисперсные частицы под действием центробежной силы движутся к стенке корпуса в электрическом поле. Достигнув стенок корпуса, они теряют свою кинетическую энергию и падают в бункер 6, а очищенный от твердых частиц и аэрозолей воздух выводится из устройства через осевой выходной патрубок 5.As a result, negatively charged dispersed particles under the action of centrifugal force move to the body wall in an electric field. Having reached the walls of the housing, they lose their kinetic energy and fall into the hopper 6, and the air purified from solid particles and aerosols is removed from the device through the axial outlet 5.

Для предотвращения вторичного пылеуноса на пути выхода шлама из бункера установлен отбойник 7, который выполнен конусообразным. Дисперсные частицы, ударившись о конусообразную поверхность отбойника, теряют свою скорость и скатываются по его поверхности вниз, откуда далее направляются к патрубку выхода шлама 8.To prevent secondary dust extraction on the way the sludge leaves the hopper, a chipper 7 is installed, which is made conical. Dispersed particles, having hit the cone-shaped surface of the chipper, lose their speed and roll down its surface, from where they are then sent to the outlet pipe of the sludge 8.

Для ускорения электронов, испускаемых коронирующими иглами, в устройство введена анодная сетка 12 в форме цилиндра, которая установлена между осадительным электродом и коронирующей сеткой 9 с коронирующими иглами, причем ближе к осадительному электроду.To accelerate the electrons emitted by the corona needles, a cylinder-shaped anode grid 12 is inserted into the device, which is installed between the precipitation electrode and the corona grid 9 with corona needles, and closer to the precipitation electrode.

Цилиндрическая анодная сетка и осадительный электрод создают канал, по которому движется очищаемый газовый поток. Наличие анодной сетки способствует формированию газового потока, основная часть которого движется между анодной сеткой и осадительным электродом.A cylindrical anode grid and a precipitation electrode create a channel through which the cleaned gas stream moves. The presence of the anode grid contributes to the formation of a gas stream, the bulk of which moves between the anode grid and the precipitation electrode.

Таким образом, создается разряжение воздуха между анодной и коронирующей сетками, в результате чего, увеличивается свободная длина пробега части электронов, испускаемых коронирующими иглами, что непосредственно влияет на величину кинетической энергии электрона. Чем больше величина кинетической энергии электрона, тем проще электрону ионизировать газ. Таким образом, постановка анодной сетки в устройство между коронирующей сеткой и осадительным электродом позволяет повысить качество очистки газового потока.Thus, an air discharge is created between the anode and the corona networks, as a result of which the mean free path of a part of the electrons emitted by the corona needles increases, which directly affects the value of the kinetic energy of the electron. The greater the kinetic energy of an electron, the easier it is for an electron to ionize a gas. Thus, the placement of the anode grid in the device between the corona grid and the precipitation electrode can improve the quality of cleaning the gas stream.

В случае проникновения дисперсных частиц в пространство между анодной сеткой и коронирующей сеткой, дисперсные частицы, ударившись об усеченный конус 13, скатятся по его покатой поверхности в бункер.In the case of penetration of dispersed particles into the space between the anode grid and the corona network, the dispersed particles, having hit a truncated cone 13, roll down its sloping surface into the hopper.

Предлагаемое устройство позволяет повысить качество очистки газа от мелкодисперсных компонентов в 1,5-2 раза.The proposed device can improve the quality of gas purification from finely dispersed components by 1.5-2 times.

Claims

A cyclone consisting of a housing with a lid with a snail swirl, a tangential inlet and axial outlet nozzles, a truncated conical hopper with a sludge outlet nozzle, characterized in that a corona grid with corona needles, a precipitation electrode, an anode grid, a truncated cone, and a chipper are additionally introduced and an insulator, an axial outlet pipe is made along the entire length of the housing, a corona mesh in the form of a cylinder with radial corona needles is installed coaxially and with a clearance to the axial outlet pipe along over its entire length, a cylinder-shaped precipitation electrode is installed along the housing wall, a cylinder-shaped anode grid is installed coaxially with the housing between the precipitation electrode and the corona grid, and the precipitation electrode, anode grid and the corona grid are fixed with their upper ends through the insulator to the device cover, and the lower the end of the anode grid is fixed to a truncated cone, which is made of insulating material and a smaller base is rigidly fixed to the lower end of the axial outlet pipe, with an inner Orons of a truncated conical hopper with an outlet pipe are rigidly mounted on the legs of the chipper.