Циклон

СОЮЗ СОВЕТСН ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИН ПВ 04 С 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56)"1. Банит ф,Пилеулавливание ипромышленности сталов. М , Стройиз2. Патент Вели9 2064380 . кл, В3. Справочникулавливанию. Мс. 60, рис. 2,7 п 88.8)Г, и Мальгин А, Д. очистка газов в роительных материдат, 1979, с, 70кобритании2 Р 1 02 10 79по йыле- и золо"Энергия", 1975,(54)(57) ЦИКЛОН, содержащий цилиндро-конический корпус, крышку, входной тангенциальный патрубок, осевуювыхлопную трубу, на входе в которуюустановлен инерционный отделитель,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективностиулавливания упругой металлическойпыли и стружки, крышка выполнена ввиде усеченного прямого конуса, который закреплен большим основаниемна цилиндрической части корпуса,а входной патрубок в поперечном сечении выполнен в форме прямоуголь"ного треугольника, гипотенуза которого параллельнаобразующей крышки,а катеты параллельны соответственноплоскости основания крышки и осивыхлопной трубы.Изобретение относится к сухойочистке запыленных газов, а именнок устройствам для улавливания металлической пыли и стружки из воздушного потока,Известны циклоны, содержащие корпус, входной и выходной патрубки,патрубок отвода пылевого концентрата Г 1 и 2 Д.Такие устройства имеют низкуюэффективность,пылеулавливания, таккак кинетическая энергия вращательного движения газа не полностьюиспользуется для очистки от примесейИзвестен также. циклон с инерционным отделителем, содержащий цилиндрический корпус, входной тангенциальный патрубок, осевую выхлопнуютрубу, патрубок отвода пылевогоконцентрата. Инерционный отделительвыполнен в виде круглой жалюзийнойрешетки, укрепленной на входе в выхлопную трубу 3 3.Недостатком данного циклона является то, что упругая металлическая пыль или стружка может отскочитьот цилиндрической части корпуса ипопасть по инерции внутрь отделителя.Цель изобретения - повышение эф- .фективности улавливания упругой ме,таллической пыли и стружки.Указанная цель достигается тем,что в циклоне, содержащем цилиндроконический корпус, крышку, входнойтангенциальный патрубок, осевую выхлопную трубу, на входе в которуюустановлен инерционный отделитель,крышка выполнена в виде усеченногопрямого конуса, который закрепленбольшим основанием на цилиндрическойчасти корпуса, а входной патрубокв поперечном сечении выполнен в форме прямоугольного треугольника, гипотенуэакоторого параллельна образу"ющей крышки, а катеты параллельнысоответственно плоскости основаниякрышки и оси выхлопной трубы.На Фиг. 1 изображен циклон, продольный разрез; на фиг, 2 - то же,вид сверху; на Фиг. 3 - то же, видсо стороны входного патрубка (разрезА-А на фиг. 1);на фиг. 4 - частьинерционного отделителя, разрез;на Фиг. 5 - экспериментальная криваярезультатов исследования эффективности улавливания.Циклон содержит корпус 1, состоящий иэ цилиндрической части 2, конической части 3 с выпускным отверстием 4 и крышки 5, выполненной ввиде усеченного прямого конуса сострым углом наклона образующей 6по отношению к горизонтальной плоскости, Циклон включает также входнойпатрубок 7, имеющий в сечении форму прямоугольного треугольника, гипотенуэа котЬрого параллельна образующей 6 крышки 5, а катеты параллельны соответственно плоскости основания крышки 5 и оси выхлопнойтрубы 8,Патрубок 7 прикреплен к крышке 5,Внутри корпуса 1 расположен инерци 5 онный отделитель 9, состоящий иэскрепленных вместе лопастей 10 иприкрепленный к выхлопной трубе 8.Циклон может одновременно илив отдельности очищать воздух от ме 10 таллической пыли упругой стружки(сталь, алюминий) .или хрупкой стружфки (чугун, бронза, латунь, графит).Металлическая пыль улавливаетсяследующим .образом,15 Металлическая пыль (траекторияпо стрелке 11) вместе с потоком воздуха через входной патрубок 7 попадает внутрь корпуса 1. Здесь пылевоздушный поток совершает винтообразное вращение сверху вниз вокругвыхлопной трубы 8, где под действием центробежных сил происходит первичная очистка воздуха от металлической пыли. Основная масса частицметаллической пыли прижимается квнутренней стенке корпуса 1 и, совершая винтообразное движение внизпо цилиндрической части 2 корпуса,а затем по конической части 3, попадает в выпускное отверстие 4. За 30 тем воздушный поток с оставшимисячастицами пыли поступает в полостьмежду инерционным отделителем 9 икорпусом 1, продолжая винтообразноевращение сверху вниз. Здесь происхо 35 дит вторичная очистка воздуха от металлической пыли. Воздух, вращаясьвокруг инерционного отделителя 9, по.степенно проходит в него сквозь щели 12 между лопастями 10, совершая40 при-этом Резкий поворот малого радиуса на угол, больший 90 , но меньший180 (траектория по стрелке 13).Частицы металлической пыли такжеделают поворот в сторонущели 12,Однако благодаря силе инерции. радиус поворота у них больше, чем уструй воздуха, за счет чего они пролетают мимо щели 12, ударяются олопасть 10, отскакивая от нееи попадают вновь во вращающийся воздушный50 поток (траектория по стрелке 11),Так, совершив несколько соударенийо лопасти 10, частицы металлическойпыли попадают во внутреннюю полостьнижней конической части 3, откуда,55 совершив ряд вращений, они попадаютв выпускное отверстие 4.Упругая металлическая стружкаулавливается следующим образом.Через входной патрубок 7 упругая60 стружка попадает вовнутрь корпуса 1.Ударившись о нижний край крышки 5и сохранив во время соударения большую часть своей кинетической энергииона делает упругий отскок в сторону65 конической части 3. Затем упругаястружка также делает 2-3 упругих отскока (траектория по стрелке 14) и попадает в выпускное отверстие.Для того, чтобы упругая стружка после отскока от крышки 5 не попадала на инерционный отделитель 9, 5 образующая 6 крышки должна иметь ойределенный угол наклона офиг, 3). Для стальной стружки этот угол равен 50-60 . Данное значение угла найдено экспериментально путем ис следования восьми вариантов циклонов, отличающихся различнымиуглами. наклона образующей, Основные постоянные размеры этих циклонов следу ющие, м: диаметр цилиндрической части 0,40, высота цилиндрической части 0,23, высота конической части 0,36, диаметр выпускного отверстия 007, диаметр инерционного отделителя 0,16, высота инерционного отделителя 0,23. Скорость воздуха во входном патрубке придерживалась в пределах 25-27 м/с, Стальная стружка для экспериментов бралась при обработке стальных заготовок торцевыми Фрезами. Результаты экспериментов приведены в таблице. Р - длина наибольших элементовстружек, м.Скорость транспортирования стружки Ч зависит от скорости воздухаво входном патрубке веса элементныхстружек, их Формы (парусности), шероховатости поверхности, по которой5 она транспортируется. Значение Чопределяется экспериментально ивсегда меньше скорости воздуха вовходном патрубке. Однако при высокихскоростях движения воздуха и высокойО парусности элементных стружек значение скорости транспортированиястружки Ч приближается к значениюскорости движения воздуха,Хрупкая стружка улавливаЕтся5 следующим образом.По входному патрубку 7 хрупкаястружка попадает внутрь корпуса 1.Ударившись о нижний край крышки 5,она деформируется. При этом хрупкаястружка может разбиваться на несколько частей (чем выше скорость транспортирования стружки, тем большеона дробится), Во время деформациихрупкая стружка теряет свою кинети-ческую энергию, поэтому после соудаРения она падает вертикально вниз,попадает на нижнюю коническую часть3 и скатывается по нему в выпускноеотверстие 4 (траектория по стрелке15), Угол наклона образующей б прак 40 тически не влияет на эффективностьулавливания хрупкой стружки, таккак она практически не имеет упругого отскока. Даже в случае попадания на цилиндрическую среднюю часть45 2 хрупкая стружка не отскакивает всторону инерционного отделктеля 9.После описанного процесса чистыйвоздух, пройдя инерционный отделитель 9, через выхлопную трУбУ Удаля"ется наРужу, а вся металлическаяпыль и стружка из выпускного отверстия 4 попадает в бункер для сборастружки,Описанная форма входного патрубка выбрана по результатам экспериментальных исследований одиннадцати вариантов циклонов с различными формами корпуса, крышки входного патрубка.Определено, что именно такая Формаобеспечивает полное попадание Упру 60 гой стружки из входного патрубкана крышку циклона при наибольшейплощади поперечного сечения стружки.Сравнительные испытания предлага;емого и известного циклонов для улав 65 ливания металлической пыли и струж 1 35 99,00 99,45 99,60 99,752 345 99,75 55 99,80 99,60 98,90 60 70 9 Угол с( град Эффективностьп/п циклона, В Для сохранения высокой эффективности улавливания упругой металлической стружки, кроме определенного значения угла о(, необходимо, чтобы стружка после входного патрубка 7 не попадала на цилиндрическую часть 2 .Для этого входной патрубок должен быть расположен выше плоскости основания крышки на величину ь (Фиг. 1 и 3). Формула для определения этой величины получена экспериментально: где Ь - высота входного патрубка надплоскостью основания. криаки, и;- ускорение свободного рцения тела (8 = 9,8 м/с ) расстояние от входного патрубка до противоположнойстенки корпуса циклона (дли.на пути полета стружки), м; Ч, - скорость транспортирования тр стружки во входном патрубке, м/с;1041161 г.2 ки показали следующие результаты.Эффективность улавливания чугуннойпыли размером 0-250 мкм у предлагаемого циклона составляет 99,7, у известного 99,5, эффективность улавливаниячугунной пыли размером 250500 мнм составляет соответственно99,9 и 99,9 чугунной стружки соответственно 99,95 и 99,95 и стальной стружки - соответственно 99,8 и 94,0.Предложенный циклон целесообразно применять на металлообрабатывающих предприятиях для улавливания удаляемых из зоны резания металлоре жущих станков пыли и стружки.1041161 Я,8 М Ф Составитель Л. Титоведактор Н. Швыдкая Техред, Т,фанта Корректор А. ДзяткоЬ ювт еказ 7009/ ВНИИТираж 579Государственного келам изобретений,и оМосква, Ж, Раушск Подписноеоиитета СССРткритийая наб., д. 4/5