SU915969A1 - Аэродинамический циклон 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике обработки материалов в вихревом потоке и может быть применено в качестве аппарата для очистки газа от пыли в различных отраслях народного хозяйства, в частности на заводах промышленности строительных материалов.

Известно вихревое устройство для разделения потоков,содержащее корпус, вихревую камеру с тангенциальным входным патрубком, осадительную камеру, выходной патрубок и бункер для сбора пыли [1].

В этом вихревом устройстве для разделения потоков в центральной зоне цилиндрической камеры установлена выхлопная труба, которая оканчивается выходным патрубком. Центральная часть вихревой камеры занята выхлопной трубой, что не дает возможности развиваться физическому вихрю (циклону) по всему сечению вихревой камеры с образованием в

2

ее центре зоны разрежения, которая является зоной квазитвердого вращения.

Кроме этого, ввиду наличия многократных поворотов потока газа внутри аппарата, он обладает большим гидрав лическим сопротивлением.

Известен циклон, содержащий корпус с размещенными в его нижней части пылесборником и в верхней части патрубком отвода очищенного газа, установленную в корпусе концентрично цилиндрическую вихревую камеру с тангенциальным патрубком ввода очищаемого воздуха и укрепленной на ее верхнем торце кольцевой перегород кой с центральным отверстием [2].

Известное устройство за счет удаления выхлопного патрубка из осевой зоны вихревой камеры обеспечивает развитие физического вихря по всему сечению вихревой камеры. Однако степень пылеулавливания в известном циклоне недостаточно вы3

915969

4

сока за счет перетоков газа между корпусом и вихревой камерой, создающих неблагоприятные гидродинамические условия.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа за счет улучшения гидродинамических условий .

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем , корпус с размещенными в его нижней части пылесборником и в верхней части - патрубком отвода очищенного газа, установленную в корпусе концентрично вихревую камеру с тан- , генциальным патрубком ввода очищаемого воздуха и укрепленной на ее верхнем торце кольцевой перегородкой с центральным отверстием, вихревая камера выполнена в форме усеченного 2 конуса с отверстиями под перегородкой и снабжена установленным в ее нижней части коническим отражателем, образующим со стенками камеры кольцевой канал для отвода пыли. 2

На фиг. 1 изображен аэродинамический циклон, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Аэродинамический циклон включает _3! корпус 1, который в верхней части посредством диффузора 2 переходит а выходной, патрубок 3, а в нижней части соединен с конусным днищем 4, имеющим центральное отверстие 5 для непрерывного удаления уловленной пыли. В центральной части корпуса'установлена вихревая камера 6, выполненная в виде усеченного конуса, в которой со стороны большого основания установлен конический отражатель 7, а со стороны малого основания - кольцевая перегородка 8 с центральным отверстием 9. По всей окружности верхней части вихревой камеры под перегородкой 8 выполнены окна 10 для отвода пыли. Подача 'Запыленного воздуха в вихревую камеру осуществляется через входной патрубок Некоторый установлен тангенциально к ней. Вихревая камера закреплена относительно корпу- ⁵¹ еа 1 циклона при помощи неподвижных лопаток 12. Полость, ограниченная корпусом 1 циклона и наружной поверхностью вихревой камеры 6, представляет собой пылеосадительную камеру 13.

Аэродинамический циклон, работает следующим образом. ,

Запыленный газ через тангенциальный входной патрубок 11 поступает в вихревую камеру 6. Здесь под действием центробежной силы струя газа прижимается к стенкам и движется вдоль них по спирали. Вследствие вращательного движения потока в камере создается картина, характерная для физического вихря, т.е. значительное разрежение в центре камеры и резкий градиент давления в ее поперечном сечении. Одновременно поток газа двигается от периферии к центру по спирали Архимеда.

С другой стороны, в соответствии с профилем скорости струи в тангенциальном направлении в структуре физического вихря часто выделяют две области течения: периферийную - квазипотенциального движения, в которой одни слои газа проскальзывают относительно других, и центральную - квазитвердого движения, которая вращается как жесткий ротор. Частицы пыли, попадая в центральную зону, вращающуюся как жесткий ротор, мгновенно из нее выбрасываются в периферийную область в которой под действием центробежных сил этот процесс усиливается и развивается, в результате чего они полностью отбрасываются и прижимаются к стенке вихревой камеры. Далее, благодаря конической форме камеры(расширяющейся книзу) и под действием собственного веса частицы пыли постоянно сползают вместе с пристенным слоем газа вниз и через кольцевой канал между стенками камеры 6 и отражателем 7 (5^-Юмм) попадают в пылеосадительную камеру, а очищенный воздух разворачивается на 180° и поднимается вверх через пространство камеры 13 к выходнопу патрубку. Здесь улавливается примерно 90-94% пыли, а проходит только около 5% потока газа.

Конический отражатель 7 в процессе пылеулавливания стабилизирует вихрь и служит для направления пыли в кольцевой канал.

Поскольку отвод очищенного воздуха осуществляется через верхнюю часть вихревой камеры, т.е. через центральное отверстие 9 кольцевой перегородки, часть пыли прижимается центробежными силами к стенке и увлекается потоком газа вверх. Сепарация этой пыли® осуществляется за счет центробежных сил, воздействие которых возрас6

5

тает с уменьшением радиуса камеры, и они выбрасывают пыль через окна 10 в пылеосадительную камеру 13. В этом случае улавливается от 6 до 8% пыли.

Наличие в структуре физического вихря области квазитвердого вращения и квазипотенциального движения обусловливает наличие поверхности раздела между ними. Следовательно, некоторая часть пыли, хотя и незна чительная, может находиться натра· нице этих областей. Сепарация ее из газового потока осуществляется центробежными силами при выходе

915969

струи газа через центральное отверстие 9 кольцевой перегородки 8. Здесь улавливается от 0,5 до 1% пыли. Центральное отверстие 9 выполняет5 ся диаметром, равным области квазитвердого вращения, которая примерно равна 1/3 диаметра вихря.

Проведенные испытания в лабораторных условиях на модели в масштабе 1:5

Ю показывают, что аэродинамический цик• лон работает стабильно, а степень

очистки газа от пыли составляет 98-99,5%.

Результаты испытаний представле15 ны в таблице

Показатель

Дисперсный состав пыли, мкм

	Более 200	200-80	80 -60	60-40	40 -зо	30 -20	20 -10	10 -5	5 -1
	1	2	3	4	5	6	7	3	9
Достав пыли перед установкой, вес. %	29,4	46,42	4,83	3,20.	3,41	5,78	2,32	2,08	2,56
Степень очистки стандартного циклона, %	95,3	37,0	20,4	20,6	17,0	14,6	9,0	5,2	4,3
Степень очистки аэродинамического циклона, %	97,1	65,0	46,2	40,1	39,3	37,6	37,1	36,1	37,0

Из таблицы видно, что эффективность улавливания аэродинамического ⁴⁰ циклона значительно выше, чем у стандартного. Начиная с фракции 200 мкм и меньше, она примерно в 2 раза выше, чем у стандартного.

, 45

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Аэродинамический циклон, содержащий корпус с размещенными в его ниж- 50 ней части пылесборником и в верхней части - патрубком отвода очищенного газа, установленную в корпусе концентрично вихревую камеру с тангенциальным патрубком ввода очищаемого 55 воздуха и укрепленной на ее верхнем

   торце кольцевой перегородкой с центральным отверстием, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки раза путем улучшения гидродинамических условий, вихре'вая камера выполнена в форме усеченного конуса с отверстиями под перегородкой и снабжена установленным в ее нижней части коническим отражателем, образующим со стенками камеры кольцевой канал для отвода пыли. ^β