SU1386312A1 - Циклон дл очистки запыленного газа - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах аспирации и газоочистки различных отраслей промышленности . Цель изобретени  состоит в повышении эффективности пьшеулав - ливани  путем снижени  вторичного уноса. Циклон содержит цилиндроко- нический корпус, входной патрубок дл  подачи основного патока, вы- хлопнум трубу, бункер и пылевыпуск- ное отверстие, по оси которого дл  подачи дополнительного встречного осевого закрученного запьшенного потока установлен осевой патрубок с насадком в форме усеченных однопо- лостных гиперболоидов, установленных относительно друг друга с кольцевым зазором. Отношение высоты h насадка к рассто нию Н между его верхней кромкой и нижним концом осевого патрубка h/H равно 0,21- 0,32. Осевой патрубок и насадок в виде усеченных гиперболоидов вращени  позвол ют значительно улучшить аэродинамические услови  сепарации пыли в нижней части корпуса циклона, в сечении пылевьтускного отверсти  и полости бункера. 1 з.п.ф-лы, 6 ил. I (Л со 00 GJ5 СО

Description

Изобретение относитс  к области пылеулавливани  и может быть использовано в системах аспирации и газоочистки различных отраслей промьш- ленности.

Цель изобретени  - повышение эффективности пьшеулавливани  за счет снижени  вторичного уноса.

На фиг.I изображен предлагаемый . 1Ц1КЛОН; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - картина нисход щих и радиальных течений потока (линии тока ( const) в его меридиональном сечении; на фиг.З - зависимость уноса пыли б(%) предлагаемого и известного циклонов от условной скорости газа top, в их поперечном сечении; на фиг.6 - зависимость относительной величины эффективности очистки предлагаемого циклона / f , от отношени  высоты h насад- ка к рассто нию Н между верхней .кромкой насадка и нижним концом осевого патрубка (где g , f - текущее и максимальное значени  эффективности .

Циклон содержит цилиндроконичес- кий корпус 1, у сгановленный в его верхней части входной тангенциальный патрубок 2 дл  подачи основного запыленного потока, осевую выхлопную трубу 3, бункер 4, располо - женное в нижней конической части корпуса 1 пылевыпускное отверстие 5 в котором установлен осевой патрубок 6 с кольцевым насадком 7 большего диаметра, размещенный в конической части корпуса с образованием кольцевого канала 8 между нижним концом насадка 7 и верхним концом патрубка 6. Нижний конец патрубка 6 соединен с улиточньм закручивателем 9 дополнительного ввода 10 запыленного газа. Патрубок 6 и насадок 7 выполнены в форме усеченных однополосных гиперболоидов. Отношение высоты h насадка 7 к рассто нию Н между верхней кромкой насадка 7 и нижним концом патрубка 6 равно 0,21-0,32.

Циклон работает следующим образом Основной запыленный газовый поток вводитс  в корпус 1 циклона через тангенциальный входной патрубок 2, представл ющий собой закручивающее устройство.

Под действием пол  центробежных сил, возникающих при вращении основного запыленного потока в пoлocfи корпуса 1 циклона, в е го верхней части происходит отделение частиц с из потока на стенку. Далее твердые частицы в виде винтообразного пылевого шнура или пылевых струек транспортируютс  нисход щими вторичными течени ми основного потока вдоль

o стенки корпуса 1 в нижнюю его часть. В результате вращательного движени  основного потока в корпусе I циклона вблизи его оси (на всю высоту корпуса) возникает зона резко по5 ниженного по сравнению с периферией давлени  - так назьшаемое  дро вихр  или вихрева  нить, ограниченна  пунктирной линией тока V 0.

По мере продвижени  основного по0 тока вниз под вли нием указанной разности давлений очшценные слои пристенного нисход щего потока постепен- но разворачиваютс  к выхлопной трубе 3. Так как на все они успевают

5 выйти из полости корпуса через выхлопную трубу, то под ней образуетс  вихревой тор 11 очищенного газа, в котором газ циркулирует, не покида  циклон (на фиг.2 показана толь0 ко нижн   часть тора).

Уменьшенна  таким образом часть нисход щих течений с возрастающей по мере продвижени  вниз концентрацией пыли устремл етс  в нижнюю

, часть корпуса 1 . В области осевого

Jfо

патрубка о они вовлекаютс  в циркул цию в дополнительном вихревом пылевом торе ( в меридиональном сечении - циркул ционное кольцо 12), коQ торый отдел етс  от верхнего вихревого тора 11 седловиной S, , характеризующейс  минимальным расходом газа.

При достижении в циркул ционном

с кольце 12 определенной концентрации пыли, превьщ1ающей несущую способность среды, происходит выпадение твердых частиц через кольцевое сечение пьшевьшускного отверсти  5 в бункер 4.

В полость бункера 4 проникает лишь весьма незначительна  часть нисход щих течений, котора  резко тер ет там скорость и измен ет свое направление на обратное. В результате этого происходит осаждение частиц пыли и заканчиваетс , собственно, процесс пьщеулавливани . Освобожденный от пьши воздушный поток движет0

5

с  из бункера 4 в приосевом закрученном восход щем потоке вдоль наружной поверхности нижней части насадка 7,.попадает в полость корпуса 1 и далее устремл етс  к выхлопной трубе 3. Так как не весь освобожденный от пыли газ успевает выйти из бункера 4, то в его полости возникает свой вихревой пылевой тор (в меридиональном сечении - циркул ционное кольцо- 13 . При этом между циркул ционными кольцами 12 и 3 образуетс  дополнительна  седловина Qj с минимальным расходом газа. Полученна  (в меридиональном сечении корпуса 1 ) с помощью ЭВМ картина вторичных нисход щих, восход щих и радиальных течений может быть дополнена характерными лини ми циклонноге потока, а именно линией () 0,  вл ющейс  границей  дра вихр , линией о2 О, раздел ющей нисход щие и восход щие течени  по всей высоте корпуса 1 циклона и бункера 4, и лини ми &э О, раздел ющими радиальные течени  на направленные к оси ( со. 0) и к периферии потока ( С0р 0). Центры циркул ции потока (области с максимальным расходом газа) и центры седловин Г2, и

Q (области с минимальным расходом газа наход тс  на пересечении линий tOj О и со 0.

При соединении описанной выше приосевой ( Cj7 0) зоны резко пониженного давлени  в полости корпуса 1 ц;иклона с атмосферным давлением у источника пьшеобразовани  через осевой патрубок 6, закручиватель 9 и ввод 10 вдоль оси корпуса 1 навстречу основному потоку происходит подсос (подача) дополнительного закрученного запыленного потока. Отделение частиц пыли от дополнительного осевого запыленного потока происходит также под действием собственного пол  центробежных сиг: в патрубке 6. По его стенке частицы пыли движутс  в виде винтообразного восход щего пылевого щнура или пылевых струек вверх, попадают в полость насадка 7 и, срьша сь с его верхней кромки, отдел ютс  на стенку нижней части корпуса 1 циклона. Очищенные газы дополнительного потока, продолжа  вращатьс , движутс  далее вверх и в общем восход щем потоке покидают корпус 1 циклона через выхлопную тру

0

5

0

5

30

35

40

45

50

55

бу 3. Частицы пыли, отделенные на стенку нижней части корпуса 1 как из основного, так и из дополнительного потоков, вовлекаютс  в циркул цию в дополнительном циркул ционном кольце 12 в пространстве между внутренней поверхностью нижней части корпуса 1 и наружными поверхност ми осевого патрубка 6 и насадка 7. При этом в предлагаемом циклоне циркул ци  такого пыл евого тока (кольцо 12), концентраци  пыли в котором постепенно возрастает, происходит через кольцевой канал 8 между насадком 7 и осевым патрубком 6 и вокруг стенки насадка 7.

Наличие кольцевого канала 8 усиливает крутку потока в циркул ционном кольце 12, а также дает возможность более свободного разворота, освобождени  от пылевых частиц и выхода нисход щих течений из стестенной области между стенками корпуса 1, осевым патрубком 6 и насадком 7, что уменьщает количество газа, попадаю - щего с нисход щими течени ми в бункер , а значит и величину вторичного .уноса пыли из его полости с обратными восход щими течени ми. При этом дополнительное циркул ционное кольцо 12, получивщее за счет кольцевого канала 8 большую свободу действий , не только не стесн ет и не нарушает движение нисход щих и восход щих течений, но наоборот способствует их активизации в пространстве между кольцами 12 и 13. Подкрутка циркул ционного кольца 12 восход щим дополнительным потоком увеличивает концентрацию в нем пыли и усиливает его центробежный эффект в меридиональной плоскости,ведущий к ускоренному осаждению частиц в бункер 4.

В свою очередь, восход щие из бункера 4 течени  очищенного газа движутс  в организованном потоке через кольцевой канал 8 и вновь вовлекаютс  в циркул ционное движение дополнительного кольца 12. Это преп тствует , вторичному уносу частиц, захваченных восход щим потоком из бункера-4.

Полученное таким образом улучщение аэродинамических условий сепарации пыли в нижней части корпуса 1 циклона в сечении пылевыпускного отверсти  5 и полости бункера 4 обеспечи513

вает максимально возможную эффективность очистки газа в циклонах.

Теоретические исследовани  течени  газа в полости циклона с бункером и осевь1м патрубком дл  подачи дополнительного запыленного потока были проведены с помощью .ЭВМ БЭСМ-6 по модели винтового потока с осевой диафрагмой и подачей вдоль оси до- полн ительного потока. Они показали, что картина вторичных нисход щих, восход щих и радиальных течений общего потока (линии тока const) форма  дра вихр  (лини  О и ха- рактерные линии потока ( (о О, (S 0) перестраиваютс  наиболее оптимальным образом, а фЪрма усеченного однополостного гиперболоида вращени  патрубка 6 и насадка 7 соответ- ствует форме линий О О в нижней части корпуса и полости бункера.

В этом случае независимо от уровн  заполнени  бункера пылью благодар  возникновению и усилению цирку- л ции в циркул ционном кольце 12 происходит ускорение процесса осаждени  пыли в бункер, снижение вторичного уноса частиц пыли.из бункера и нижней части корпуса и повышение эффек- тивности пьтеулавливани .

Аэродинамические исследовани  вторичных нисход щих, восход щих и радиальных течений в полости корпуса предлагаемого циклона, проведенные с

помощью шарового зонда, подтвердили

результаты теоретических исследований об улучшении аэродинамических условий сепарации пыли. Сквозные промеры составл ющих скорости осевого дополнительного и основного потока показали наличие второго максимума относительной величины осевой составл ющей скорости о Сл),,,/со„, (где - условна  скорость в поперечном сечении циклона) в кольцевом канале 8.

Сравнительные пылевые испытани  (по уносу пыли из циклона 6 ,% пред

Q 0

5 Q

5

0

5

26

лагаемого циклона 300 мм с осевым патрубком, образованным из двух со- осных усеченных однополостных гиперболоидов вращени  и известного циклона ф 300 мм с осевым патрубком цилиндрической формы, показали, что предлагаема  форма патрубка 6 и насадка 7 обеспечивает при тех же потер х давлени  дополнительное снижение выбросов пыпи на 35-40% (фиг.6). При этом наибольший эффект достигаетс  при соотношении высоты h насадка 7 и рассто ни  Н между верхней кромкой насадка 7 и нижним концом патрубка 6, равном h/H (0,21- 0,32)..

Claims (2)

1.Циклон дл  очистки запыленного газа, содержащий корпус, установленные в его верхней части осевой выхлопной патрубок и тангенциальный входной патрубок, пылевыпускное отверстие , расположенное в нижней кониче-; ской части корпуса, бункер,осевой патрубок ,установленный в пылевыпускномот- версти соединенный нижним концом с за- кручивателем дополнительного ввода запыленного газа, отличающийс  тем, что, с целью повыше- ни  эффективности пылеулавливани  за счет снижени  вторичного уноса, осевой патрубок снабжен кольцевым насадком большего диаметра, размещенным в конической части корпуса с образованием кольцевого канала между нижним концом насадка и верхним концом патрубка, причем насадок и патрубок вьтолнены в форме усеченных однополостных гиперболоидов.

2.Циклон по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что отношение высоты насадка к рассто нию между верхней кромкой насадка и нижним концом патрубка равно 0,21-0,32.

./

Б-Б

в

%г.2

иг.З

{

Ю8- 6- иг

ffsSec/n,

Лредл.

-ь.

10 3.5 .0 4.5 5.0 5.5 6.0 6,5 апм

Ц)и.5

О 0,1 0,1 0.3 0,lt 0,5 0,6 0,7 0,В 0,9 r.

Фи.б

Составитель Н.Кекишева Редактор Е.Папп Техред А.Кравчук Корректор В.Бут га

Заказ 1449/13 Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. А/5

-ь.

5 ап