SU1005928A1

SU1005928A1 - Cyclone for cleaning gases

Info

Publication number: SU1005928A1
Application number: SU813340702A
Authority: SU
Inventors: Василий Васильевич Дьяков; Вера Константиновна Рожнева; Анатолий Михайлович Платонов; Владимир Борисович Рабинович
Original assignee: Свердловский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.В.В.Вахрушева; Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Охраны Труда Вцспс В Г. Свердловске
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1983-03-23

Abstract

ЦИКЛОН ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, содержащий цилиндроконический ;Корпус , боковой входной патрубок, осевой пыпеотвод щий патрубок, осевую выхлопную трубу и установленную в нижней части корпуса вставку, выполненную в виде пр мого и обратного пересекаюсдихс конусов, вершины которых расположены по оси корпуса, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности. очистки газа путем снижени интенсивности радиального стока, плоскость пересечени конусов расположена под углом 30-45 к оси корпуса, при этом больша ось образующегос при пересечении конусов эллипса расположена в плоскости, перпендику .л рной к выходному сечению-входного патрубка, и-ее верхний конец повернут относительно этого сечени на 270, а размеры вставки определ ютс КЗ соотношений b IPT 1 а 0,340i4; I 2 1 2 jp 0,ЗтО,4, 5 TFC (П где Н обща высота циклона; : i длина выхлопной трубы; ее диаметр; а рассто ние от вершины обо . ратного конуса до плоскости пересечени конусов по оси корпуса; b рассто ние от нижнего конца выхлопной труйл до плоскости пересечени конусой по сл оси корпуса; со to f ширина вставки в плане; 1 обща высота вставки. 00CYCLONE FOR CLEANING GASES, containing cylindrical; Case, side inlet, axial suction nozzle, axial exhaust pipe and an insert installed in the lower part of the body in the form of direct and inverse intersection of cones, the peaks of which are located along the axis of the body, differing from that, in order to increase efficiency. cleaning the gas by reducing the intensity of the radial flow, the plane of intersection of the cones is located at an angle of 30-45 to the axis of the body, while the major axis formed by the intersection of the cones of the ellipse is located in a plane perpendicular to the output section of the inlet nozzle, and its upper end rotated with respect to this section by 270, and the dimensions of the insert are determined by the short-circuit ratios b IPT 1 and 0.340i4; I 2 1 2 jp 0, 3, 4, 5 TFC (P where H is the total height of the cyclone;: i is the length of the exhaust pipe; its diameter; and the distance from the tip of the back cone to the plane of intersection of the cones along the axis of the body; b from the lower end of the exhaust pipe to the plane of intersection by a cone along the slice of the axis of the body; with to f the insertion width in the plan; 1 total insertion height. 00

Description

Изобретение относитс к аппаратам центробежного типа и может быть использовано дл механической очистки газов от твердых примесей в системах аспирации и газоочистки в горно-металлургической и. других отрасл х промышленности.The invention relates to centrifugal type apparatus and can be used for the mechanical purification of gases from solid impurities in aspiration and gas cleaning systems in mining and metallurgical. other industries.

Известен циклон дл улавливани твердых примесей из газов, содержа щий цилиндрокойический корпус, вход-, ной и пылеотвод щий патрубки, выхлопную трубу l3. A cyclone is known for trapping solid impurities from gases, containing a cylindrical housing, inlet and dust extraction pipes, exhaust pipe l3.

Однако циклон обладает недостаточно высокой эффек,тивностью очистки вследствие того, что некотора часть твердых примесей уноситс из циклона вместе с очищенным газом через выхлопную трубу. Одной из причин, отрицательно вли ющей на эффективность очистки газов, вл етс вторичный унос из циклона наиболее мелких фракций пыли. Вторичный унос осуществл етс путем транспортировки к оси аппарата мелких фракций пыли радиальными течени ми, а также путем захвата осевыми тече:ни ми осейших и наход щихс в пыле отвод щем патрубке твердых примесей . .However, the cyclone does not have a sufficiently high cleaning effect due to the fact that some of the solid impurities are carried away from the cyclone together with the purified gas through the exhaust pipe. One of the reasons negatively affecting the efficiency of gas cleaning is the secondary entrainment of the smallest dust fractions from the cyclone. Secondary entrainment is carried out by transporting small fractions of dust to the axis of the apparatus with radial currents, as well as by capturing axial leaks: neither axial particles found in dust, or discharging solid impurities. .

Известен также циклон, содержащий цилиндроконический корпус, входной и пылеотвод щий патрубок, выхлопную трубу, вставку,- выполненную в виде усеченного конуса,установленную непосредственно над пылеотвод щим патрубком соосно с циклоном,, в котором вторичный унос восход щими от пылеотвод щего патрубка токами твердых примесей частично ликвидирован С .Also known is a cyclone containing a cylindrical housing, inlet and dust removal pipe, exhaust pipe, insert, made in the form of a truncated cone, mounted directly above the dust removal pipe coaxially with the cyclone, in which secondary entrainment of solids ascending from the dust removal pipe partially eliminated.

Недостатком указанного ци.клона вл етс невысока эффективность очистки, обусловленна тем, что форма вставки и ее местоположение не ; позвол ют устранить транспортировку интенсивными радиальными течени ми твердых примесей в восход щий йихрь.The disadvantage of this cyclone is the low cleaning efficiency, due to the fact that the shape of the insert and its location are not; allow to eliminate transport by intensive radial flows of solid impurities into the ascending yihr.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс циклон дл очистки газа, содержащий.цилиндроконический корпус,, е)рковой входной патрубок, осевой пылеотвод щий патрубок, осевую выхлопную трубу и установленную в нижней части корпуса вставку, выполненную в .виде пр мого и обратного пересекающихс конусов, вершины которых расположены по оси корпуса, при этом плоскость пересечени конусов перпендикул рна к оси циклона и имеет форму окружности .The closest to the present invention is a cyclone for gas cleaning, containing a cylindrical conical body, e) a circular inlet nozzle, an axial dust removal nozzle, an axial exhaust pipe and an insert installed in the lower part of the body, in the form of direct and reverse intersecting cones, the vertices of which are located along the axis of the body, while the plane of intersection of the cones is perpendicular to the axis of the cyclone and has the shape of a circle.

Форма вставки известного циклона позвол ет скиз.ить вторичный унос, однако не в достаточной мере.The insertion form of the known cyclone allows for secondary flyback, but not sufficiently.

Целью изобретени вл етс повыение эффективности очистки газа т твердых примесей путем снижени нтенсивности радиального стока.The aim of the invention is to increase the gas cleaning efficiency of solid impurities by reducing the intensity of the radial flow.

Поставленна цель достигаетс тем что в циклоне, содержащем цилиндроконический корпус, боковой входной патрубок, осевой пылеотвод щий патрубок , осевую выхлопную трубу и установленную в нижней части корпуса вставку, выполненную в виде пр мого и обратного пересекающихс конусов, вершины которых расположены по .оси корпуса, плоскость пересечени конусов расположены под углом 30-45° к оси корпуса, прИ этой больша ось образующегос при пересечении конусов эллипса расположена в плоскости, перпендикул рной к выходному сечению входного патрубка и ее верхний конец повернут относительно этого сечени на 270,. а размеры вставки определ ютс из соотношенийThe goal is achieved by the fact that in a cyclone containing a cylindrical body, a side inlet, an axial dust outlet, an axial exhaust pipe and an insert installed in the lower part of the body, made in the form of direct and reverse intersecting cones, the peaks of which are located along the axis of the body, the plane of intersection of the cones is located at an angle of 30-45 ° to the axis of the body, and the major axis formed by the intersection of the cones of the ellipse is located in a plane perpendicular to the output section of the inlet pattern the slab and its upper end are rotated relative to this section by 270 ,. and the dimensions of the insert are determined from the ratios

j. 0.340,4j I J г I ; j. 0.340.4j I J g I;

1 17 1 17

«. , « - rtZrtvl ". , "- rtZrtvl

H-L - 2 3 fi-L - 0.5-ОИ,HL - 2 3 fi-L - 0.5-OI,

Еде H -. обща высота циклона; L - длина выхлопной трубы; d - ее диаметр;Food H -. total height of the cyclone; L is the length of the exhaust pipe; d is its diameter;

I а - рассто ние от вершины обратного конуса до плоскости пересечени конусов по оси корпуса;Ia is the distance from the top of the reverse cone to the plane of intersection of the cones along the axis of the body;

b - рассто ние от нижнего конца выхлопной трубы до плоскости пересечени конусов по оси корпуса; f - ширина вставки в плане; 1 - обща высота вставки. На фиг. 1 изображен циклон, общий вид; на фиг. 2 - схема движени потоков в предлагаемом Циклоне.b is the distance from the lower end of the exhaust pipe to the plane of intersection of the cones along the axis of the body; f - insert width in plan; 1 - total insert height. FIG. 1 shows a cyclone, a general view; in fig. 2 is a flow chart in the proposed Cyclone.

Циклон включает цилиндроконический корпус 1, входной патрубок 2 дл ввода неочищенного газа, выхлопную трубу 3, расположенную.по оси циклона и служащую дл отвода очищенного геза, пылеотвод щий патрубок 4 дл отрода отдел ющихс в процессе сепарации твердых примесей, вставку 5, расположенную в полости циклона соосно с ним и выполненную из пр мого б и обратного 7 конусов, соединенных друг с другом общим эллиптическим основанием 8.The cyclone includes a cylindrical housing 1, an inlet 2 for introducing crude gas, an exhaust pipe 3 located along the axis of the cyclone and serving to drain a clean gez, a dust removal pipe 4 for separating solid impurities during separation, located in the cavity cyclone coaxially with it and made of direct b and reverse 7 cones connected to each other by a common elliptical base 8.

Циклон работает следующим образом. Неочищенный газ па входному патрубку 2 поступает в корпус 1 в виде вращающейс нисход щей спирали.При этом под действием центробежных сил основна часть взвешенных в газе частиц отбрасываетс к стенке корпуса 1 циклона и движетс вниз вместе . с нисход щим потоком. Внизу конической части циклона происходит поворот потока гаэа к выхлопной трубе 3. При этом основна масса наход щихс вблизи стенок частиц продолжает свое 5 движение вниз под действием собственного веса, нисход щего течени и сил инерции, возникающих на поворот и удал етс из циклона через пьшеотвод щий патру{5ок. Обтека вставку 5, восход щий пото по-спирали движетс к -выхлопной рубе При этом поверхность ее нижнего конуса обуславливает реакцию R, составл ющие которой R-J. и R ослабл ют восход {цую осевую и направленную к оси радиальную составл ющие скорости потока так, что нижний конус, целиком расположенный в зоне течений, напраленный к оси, преп тствует выносу к трубетвёрдах примесей,The cyclone works as follows. The unpurified gas at the inlet nozzle 2 enters the body 1 in the form of a rotating downward spiral. At the same time, under the action of centrifugal forces, the main part of particles suspended in the gas is thrown against the wall of the cyclone body 1 and moves down together. downstream. At the bottom of the conical part of the cyclone, the gas flow turns to the exhaust pipe 3. At the same time, the bulk of the particles located near the walls continues their downward movement under the action of their own weight, downward flow and inertia forces arising on the turn and are removed from the cyclone patru {5ok. By wrapping around box 5, the upward flow in a helix moves toward the exhaust duct. The surface of its lower cone causes the reaction R, the components of which are R-J. and R attenuates the rise {the axial and axially directed to the axis radial components of the flow velocity so that the lower cone, entirely located in the current zone, directed towards the axis, prevents impurities from escaping to the pipelines,

Верхний конус вставки 5, целиком расположенный в зоне радиальных течений , направленеых к периферии, спсобствует направлению центральных более чистых слоев потока к выхлопной трубе, частично предотвраща вступление их в циркул цию.The upper cone of the insert 5, which is entirely located in the zone of radial flows directed toward the periphery, facilitates the direction of the central cleaner layers of the flow to the exhaust pipe, partially preventing them from entering the circulation.

Вставка 5, установленна в зоне наибольшего вдоль оси циклона раз (.режени , перекрывает эту зону и, следовательно/ уменьшает интенсивный приток газа к ней, тем самымThe insert 5 installed in the zone of the greatest along the cyclone axis times (cutting, overlaps this zone and, therefore, reduces the intensive gas inflow to it, thereby

уменьша вторичный унос в восход щий вихрь твердых примесей из периферийных слоев.reducing the secondary entrainment into the ascending vortex of solids from the peripheral layers.

Максимальный поперечный размер (ширина) вставки выбираетс в пределах d-r(a того, чтобы ширинаThe maximum transverse dimension (width) of the insert is chosen within d-r (a of which width

не превосходила максимального диаметра вихревой нити, который по данным эксперимента не более 2.|М и не менее I/id ..did not exceed the maximum diameter of the vortex line, which according to the experiment is not more than 2. | M and not less than I / id ..

Высота вставки, выбранна в пределах 4j;-(W-i,)-:.Ch-b),cooTBeTCTByeT размеру части объема циклона, зан той крут щимс вихревым кольцом, который по данным эксперимента находитс вThe height of the insert is chosen within 4j ;-( W-i,) - :. Ch-b), cooTBTCTByeT to the size of the part of the volume of the cyclone occupied by the rotating vortex ring, which according to the experiment is in

1редепах нижнего конуса вставки, выбранный в пределах 0,3(H-L)fO,4(H-L), соответствует продольному размеру участка, где радиальные скорости направлены к оси.The bounds of the lower cone of the insert, selected within 0.3 (H – L) fO, 4 (H – L), correspond to the longitudinal size of the section where the radial velocities are directed toward the axis.

Дл снижени скорости радиальных течений, направленных к оси, вставка должна перекрывать зону наиболее низкого давлени на.оси циклона, котора по данным эксперимента находитс на рассто нии от нижнего конца выхлопной трубы равном 0,3(H-L)f Ц),4(Н-Ь). Поэтому рассто ние от нижнего конца выхлопной трубы до плоскости пересечени конусов по оси . корпуса должно составл ть 0,3(H-L)t .0,4(H-L).To reduce the speed of radial currents directed to the axis, the insert should overlap the zone of the lowest pressure on the cyclone axis, which according to the experiment is at a distance from the lower end of the exhaust pipe equal to 0.3 (HL) f C), 4 (H- B) Therefore, the distance from the lower end of the exhaust pipe to the plane of intersection of the cones along the axis. the hull should be 0.3 (H-L) t .0.4 (H-L).

в силу несимметричности расположени входа газа относительно оси циклона массы его в половине обьема цилиндроконической плоскости, расположенной после входного патрубка, по ходу газа в циклоне опускаютс в конус глубже, чем в другой полосу ти, прилегающей к входному патрубку.due to the asymmetry of the location of the gas inlet relative to the axis of the cyclone, its mass in half the volume of the cylindrical plane located after the inlet nozzle, in the course of the gas in the cyclone is lowered into a cone deeper than in the other strip of tee adjacent to the inlet nozzle.

Расположение плоскости пересечени конусов под углом 30-45 к оси The location of the intersection plane of the cones at an angle of 30-45 to the axis

0 корпуса и положение большей оси образующегос при пересечений конусов эллипса перпендикул рно к выходному сечению входного патрубка с поворотом ее верхнего конца относительно этого сечени на 270, обеспечи5 вают расположение нижнего конуса в зоне радиальных течений, направленных к оси, а верхнего конуса в зоне радиальных течений, направленных к периферии.0 housing and the position of the major axis formed by the intersection of the cones of the ellipse perpendicular to the output section of the inlet nozzle with its upper end rotated relative to this section by 270, provide the location of the lower cone in the radial flow zone directed to the axis, and the upper cone in the radial flow zone directed to the periphery.

00

Таким образом, вставка,не увеличива сопротивлени циклона,обеспечивает взаимодействие поверхностей составл ющих его конусов с поTOKQM так/ что нижний конус ослаб5 л ет радиальные течени к оси, а верхний - к периферии.Thus, the insertion, without increasing the resistance of the cyclone, ensures the interaction of the surfaces of its cones with the POKQM so that the lower cone weakens the radial flows to the axis, and the upper to the periphery.

Дл циклона типа ЦН-11 с предла .гаемой формой вставки испытани в лаборат орных и -промлоленных усло0 ви х показали, что установка вставки в полости циклона соосно с ним обеспечивает снижение содержани I твердых примесей в очищенном воздухе в 1,5-2 раза. Лабораторные испы5 тани , проведенные на стандартной кварцевой пыли ПК-3 ГОСТ 9070-59 (р 2670 кг/м, dyo 24 мк), показали , что обща эффективность очистки циклона ЦН-11 Ф 200 мм без вставки 93-94%, а обща эффектив0 ность очистки такого же. циклона с . предложенной вставкой составл ет -.95,5-96%, что соответствует снижению содержани пыли в очищенном воздухе в 1,5 раза. Сопротивление цик5 лона не измен етс .For a cyclone of the type TsN-11 with the proposed insert form, testing in laboratory and industrial conditions showed that installing the insert in the cyclone cavity coaxially with it reduces the content of solid impurities in purified air by 1.5–2 times. Laboratory tests carried out on standard PC-3 quartz dust GOST 9070-59 (p 2670 kg / m, dyo 24 microns) showed that the total cleaning efficiency of the cyclone TsN-11 F 200 mm without the insert 93-94%, and the total cleaning efficiency is the same. cyclone with. the proposed insert is -95.5-96%, which corresponds to a 1.5-fold decrease in the dust content in purified air. Cyclone resistance does not change.

Испытани циклона ЦН-11 Ф 800 мгл в промьаиленных услови х показали, что дл промышленной пыли с характеристиками р 2900 кг/м, , Testing of the cyclone TsN-11 F 800 mg in industrial conditions showed that for industrial dust with characteristics r 2900 kg / m,

0 3,6 мк, d.y0 20 обща эффективность очистки при установке вставки повышаетс с 76% до 87,3%, что соответствует снижению содержани пыли в очищенном воздухе в 1,9 раза. Со5 противление циклона при этом не изь4е н етс .0 3.6 microns, d.y0 20 the total cleaning efficiency when the insert is installed increases from 76% to 87.3%, which corresponds to a decrease in the dust content in the purified air by 1.9 times. Co5 the resistance of the cyclone is not eliminated.

Таким образом, изобретение позвол ет простыми средствами повысить эффективность очистки газа в циклоне.Thus, the invention makes it possible with simple means to increase the efficiency of gas cleaning in a cyclone.

г1r1

Claims

GAS CLEANING CYCLE, comprising a cylindrical conical housing, a side inlet pipe, an axial dust outlet, an axial exhaust pipe and an attachment installed in the lower part of the body, made in the form of forward and reverse intersecting cones, the vertices of which are located along the body axis, characterized in that, with goal of increasing efficiency. gas purification by reducing the intensity of radial flow, the plane of intersection of the 'cones is located at an angle of 30-45 ° to the axis of the housing, while the large axis of the ellipse formed when the cones are crossed is located in a plane perpendicular to the outlet section · of the inlet pipe, and its upper end is rotated 270 * relative to this section, and the dimensions of the insert are determined from the relations

TGT ^{= 0} " ³⁴⁰ '⁴; i = 2 'I

ΊΓΤ ⁼ 1 · 3 ^; 1P ³ O, ZtO, 4, where N is the total height of the cyclone;

_w L is the length of the exhaust pipe;

d is its diameter;

a is the distance from the top of the inverse cone to the plane of intersection of the cones along the axis of the housing;

b is the distance from the lower end of the exhaust pipe to the plane of intersection of the cones along the axis of the body;

f is the width of the insert in the plan; *

1 - total insertion height.