Аэродинамический циклон

союз соВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 4 С 5/103 ИСАНИ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО ьный институт н и А,Б.Ластво СССР1982.ство СССР3, 1987. Й ЦИКЛОНеской, нефтехиищевой, строи,у ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: в химичмической, текстильной, и БРЕТЕНИЯ тельной и других отраслях промышленности, где требуется сухая очистка газов от взвешенных твердых частиц. Сущность изобретения: между корпусом вихревой камеры 7 и корпусом 1 циклона концентрично установлена обечайка 13, соединенная с кольцевой перегородкой 8, в которой выполнены проходные каналы 14, соединяющие выходной патрубок с пространством между вихревой камерой и обечайкой, а также каналы 15, соединяющие вихревую камеру с пространством между обечайкой и корпусом циклона. 2 з.п.ф-лы, 1 табл., 7 ил,4-,4Изобретение относится к области механической очистки газов и может быть использовано в химической, горнодобывающей, металлугической и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа от твердых частиц за счет структуирования газодинамических потоков в рабочем объеме циклона,На фиг.1 изображен аэродинамический циклон, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б - Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В - В на фиг,1, соответствующий по п.1, формулы; на фиг,5 - разрез В - В на фиг.1, соответствующий по п.З формулы; на фиг,6 - разрезы Б-Б на фиг, 1,соответствующие и. 3 формулы; на фиг,7 - разрез А - А на фиг.1, аналогично Фиг.6. Для более ясного пояснения сущности изобретения на разрезах представлены невидимые линии вихревой камеры и обечайки циклона.Аэродинамический циклон включает корпус 1, который в верхней части имеет патрубок 2 для выхода очищенного газа, а в нижней части соединен с конусным днищем 3, имеющим центральное отверстие 4 для непрерывного удаления уловленных твердых частиц в пылесборник 5 с затвором 6, вихревую камеру 7, расположенную в его центральной части и выполненную в виде усеченного конуса, в которой со стороны меньшего основания установлена кольцевая перегородка 8 с центральным отверстием 9, а со стороны большего основания - отражатель 10 цилиндрической формы с глухим днищем 11 в верхней части, тангенциальный патрубок 12 ввода запыленного газового потока, обечайка 13, соединенная кольцевой перегородкой 8, в которой выполнены проходные каналы 14, соединяющие выходной патрубок 2 с пространством между вихревой камерой 7 и обечайкой 13, а также каналы 15, соединяющие вихревую камеру 7 спространством между обечайкой 13 и корпусом 1 циклона, Объем, ограниченный корпусом 1 циклона и наружной поверхностью обечайки 13, представляет собой пылеосадительную камеру 16. Объем, ограниченный внутренней поверхностью обечайки 13 и наружной поверхностью корпуса вихревой камеры 7, представляет собой выводной канал 17 для очищенного газа; выводной канал 17 соединен с проходными каналами 14, через которые очищенный газ попадает в выводной патрубок 2. Лопасти 18 в нижней части пылеосадительной камеры 16 закручивают нисходящий запылен 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ный газовый поток, одновременно лопасти 18 служат для концентричного закрепления обечайки 13 с корпусом циклона 1.Разрез А-А представляет собой верхнюю часть кольцевой перегородки 8, соединенной с выходным патрубком 2; разрез В - В - нижнюю часть перегородки 8, соединенную с вихревой камерой 7 и обечайкой 13; разрез Б - Б - внутреннюю часть кольцевой перегородки 8, состоящую иэ центрального отверстия 9, проходных каналов 14 и 15.Для доказательства достижения цели изобретения были проведены сравнительные испытания заявляемого циклона с прототипом, Испытания проводили на аппаратах с диаметром О = 200 мм при скорости газового потока 4,5 м/с, рассчитанной на полное поперечное сечение циклона. В качестве дисперсной фазы использовали пыль литейного производства со следующими характеристиками: медианный диаметр частиц б 5 о = 45 мкм; дисперсия тз 31; плотность вещества пыли р = 2350 кг/м . Концентрация дисперсной фазы ввоздушном потоке во всех опытах составляла 5 г/м . Конструктивные соотношения в циклоне-прототипе выбирались в соответствии с (2) (характерный диаметр циклона О = =200 мм), Конструктивные параметры заявляемого циклона: высота цилиндрической части 200 мм, диаметр центрального выходного отверстия в кольцевой перегородке 60 мм, верхний и нижний диаметры вихревой камеры соответственно 70 и 120 мм, диаметр обечайки 170 мм, диаметр проходных каналов 30 мм, количество этих каналов 6 штук, диаметр отражателя 10 - 100 мм.Результаты испытания приведены в таблицеЭкспериментально для доказательства п,1 и п.З формулы принимали тот же расход через аппарат 0 = 509 м /ч и измеряли гидравлическое сопротивление ЛР (мм вод.ст.) циклона и вынос дисперсной фазы е). При рассмотрении п.2 формулы принимали то же сопротивление аппарата Ь Р = 186 мм вод,ст. и измеряли расход через аппарат и проскок пыли я. В качестве проницаемого материала испольэовали фильтровальное сукно В 2 арт 20 ГОСТ 6986 - 69, которое надевали на каркас. В таблице приведены данные стационарного режима, т.е. когда не происходит уже изменения параметров во времени, а саморегенерация происходит за счет аэродинамических сил запыленного потока газа в вихревой камере.Экспериментально установлено, что для достижения максимальной эффективности работы циклона вихревая камера 7 дол- зоне вихревой камеры, и частицами, засоряжна быть заглублена относительно уровня ющимифильтрующуюперегородку 8. Постенижнего торца обечайки 13 и отражатели 10 пенно возникает режим самогенерации,на три величины кольцевых зазора между когда дальнейшее засорение перегородкиотражателем 10 и вихревой камерой 7. При 5 не происходит, и перепад давления на фильменьшем заглублении происходит унос дис- . трующей перегородке остается постояннымперсной фазы из кольцевого зазора в вы- (при постоянном расходе запыленного газаводной канал . 17 (до 3общей через аппарат),эффективности в зависимости от физиче- Поскольку отвод очищаемого газа осуских свойств пыли). При увеличении заглуб ществляется через верхнюю часть вихревойления заметно увеличивается камеры, т,е, через центральное отверстие 9гидравлическое сопротивление всего цик- кольцевой перегородки 8, то часть болеелона(до 8 общего сопротивления) без уве- мелкой фракции пыли прижимается центроличения эффективности очистки газа. бежнымисиламиквнутреннейповерхностиТаблицаэкспериментальныхданных приве камеры и увлекается потоком газа вверх.дена для циклона, где кольцевой зазор со- Через зазор между отверстием 9 и вихревойставлял 10 мм, заглубление вихревой камерой 7 в ее верхнем сечении эта частькамеры - 30 мм. запыленного газа поступает в проходныеЦиклон работает следующим образом. каналы 1, а через них в пылеосадительнуюЗапыленный газовый поток через тан камеру 16, в нижней части которой потокгенциальный патрубок 12 поступает в вих- запыленного газа закручивается с помощьюревую камеру 7, где под действием лопастей 18, отделяя дисперсную фазу, Зацентробежной силы струя газа прижимает- тем чистый газ по выводному каналу 17 ися к внутренней поверхности камеры и дви- проходным каналам 14 поступает в выходжется вдоль нее по спирали. Вследствие 25 ной патрубок 2, К этому потокучистого газавращательного движения потока в камере присоединяется газ, профильтровавшийсясоздается картина, характерная для "фиэи- через проницаемую перегородку 7 вихревойческого вихря", т,е. значительное разрвже- камеры, и сообщает ему тем самым дополние в центре. камеры и резкий градиент. нительный импульс.давления в ее поперечном сечении, Одно Таким образом, заявляемый циклон по,временно поток газа движится от перифе- эволяет повысить эффективность очисткириикцентрупоспиралиАрхимеда.Частицыгаза от пыли, увеличить производительпыли, попадая в центральную зону, враща- ность циклона, снизить гидравлическое соющуюся.как жесткий ротор, мгновенно вы- противление.брасываются в периферийную область, в 35 Формула изобретениякоторой под действием центробежных сил 1. Аэродинамический циклон, содержаэтот процесс усиливается и развивается, в щий корпус с размещенными в его нижнейрезультате чего они полностью отбрасыва- части пылесборником и в верхней части -ются и прижимаются к стенке вихревой ка- патрубком отвода очищенного газа, устамеры (расширяющейся книзу), под 40 ньвленную в корпусе концентрично вихредействием силы тяжести частицы пыли, по- вуа камеру в форме усеченного конуса сстоянно сползают вместе с пристеночным тангенциальным патрубком ввода очищаеслоем газа вниз и через кольцевой зазор мого газа, установленный в нижней части(5-10 мм), образованный в нижней части вихревой камеры конический отражатель,камеры внутренней поверхностью ее и 45 образующийсеестенкамикольцевойканалвнешней поверхностью цилиндрической ча- для отвода пыли, укрепленную на верхнемсти отражателя 10, попадают на конусное торце вихревой камеры кольцевую перегоднище 3. Отражатель 10 коническим дни- родку с центральным отверстием для вывощем 11 стабилизирует вихрь и служит для да очищенного газа, отл и ч а ю щ и й с янаправления пыли в кольцевой зазор, 50 тем, что, с целью повышения эффективностиОдновременно с описанным процессом очистки газа, между корпусом вихревой ка- .сепарации частиц пыли происходит фиды- меры и корпусом циклона концентрично усрация газа через пористую перегородкутановлена обечайка, соединенная свихревой камеры 7 (п.2 формулы), и часть кольцевой перегородкой, в которой выполгаза, фильтруясь через перегородку 8, попа нены проходные каналы, соединяющие выдает в выводной канал 17, Регенерация ходной патрубок с пространством междуфильтрующей перегородки осуществляется вихревой камерой и обечайкой, а также кааэродинамическими силами потока газа и налы, соединяющие вихревую камеру с просилами, возникающими между частицами, странством между обечайкой и корпусомдвижущимися по спирали в пристеночной циклона.1813578 10 2. Циклон по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности циклона, корпус усеченного конуса вихревой камеры выполнен из проницаемого фильтрующего материала. 3. Циклон по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления, проходные каналы кольцевой перегородки ограничены плоскими и криволинейными стенками, причем плоские стенки установлены вдоль касательных к окб ружности верхнего торца вихревой камеры,а криволинейные стенки установлены вдоль дуг окружностей верхних торцов обечэйки и вихревой камеры.Заказ 1802 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау