Циклон

)5 АНИЕ ИЗОБРЕТ ЧЦАфФЪФ+л 4 жщ .,ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО М4 Нййь конусов, соединенныхмежду собой большими основаниями. Упругие стяжки-шпильки установлены со стороны большего й меньшего оснований так, что резьбовые конць стяжек жестко зафиксированы в ячейках сетки конических поверхностей с помощью разъемного соединения. Диаметр меньшего основания конусов равен 0,5 диаметра выходного отверстия коййческо 4 частй корпуса, а диаметр большего основания находится в ин- тервале от диаметра выходного отверстйя цилиндрической части кбрпуса, Живое сечение сетки модулей не менее 40%. Преимущестйенно 60-70% у модулей, расположенных в корпусе, и 40 - 50% у модулей, расположенных в бункере. Модули, расположенные в бункере, соединены между собой и с нижним расположенным в конической части корпуса модулем при помощи упругих стяжек-шпилек.2 з.п, ф-пы, 1 табл., 5 ил. йвазов, В.Н, Алельство СССР 5/107. 1985. частиц, Раскручиватепь потока в циклоневыполнен в виде плоской сетки, установлен ной вертикально междуторцом выходногопатрубка и дном бункера. Живоесечениесетки рэскручивателя выполнено равным неменее 4050%.Целью изобретения является оптимизация процесса пыпеупавливания за счет влияния на структуру потока в различных зонахциклона,Поставленная цель достигается тем, чтов известном устройстве для очистки газопылевого потока, содержащем циклон, снаб-женный цилиндроконическим корпусом,входным патрубком. расположенным в верхней части корпуса осевым выходным патСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(57) Использование: дгазопылевого потокалонного процесса в хгической строительнпромышленности. Суполости цилиндроконлона установлен раскного или несколькиМодуль состоит из дв:у.:.ъ с 1 .О. ь 1, и6центр новой техникиля выделения пыли-из при проведейии цикимической, металлурой и других отраслях щность изобретения: в ического корпуса цик-" ручиватель в виде одх объемных модулей. ух сетчатых усеченных Изобретение относится к области выделения пыли из газопылевого потока при проведении циклонного процесса и может " найти применение в химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности, в которых по условиям производства необходимо использовать возвратнопоточные циклонные аппараты для улавливания пыли, Ца,аувИзвестна конструкция устройства для очистки газопылевого потока содержащая циклон, снабженный входным патрубком с, улиточным или тангенциапьным входом, осевым выходным патрубком и раскручивателем потока, Кроме того, устройство содер-жит бункер сбора уловленных твердых 1780839 А ЕНИЯ "" ,".:1780839 вертикально в зоне между торцом выходного патрубка 3 и дном бункера-пылесборника 5. Раскручиватель потока выполнен5 блочно-модульным. состоящим из сьемных,вставляемых в корпус устройства объемныхполых модулей, А сам модуль сетчатого раскручивателя потока 4 (фиг. 2) образован ввиде тела вращения, поверхность которого10 создана двумя коническими сетчатыми обечайками 6, Указанные обечайки выполненыв виде усеченных конусов, в которых меньшее основание выполнено постоянным повеличине и равным 0,5 б. Большее основа.15 ние модуля 4 выполнено переменным повеличине и равным максимальному размерураскручивателя в горизонтальном поперечном сечении в месте его установки в корпусеустройства, в зоне от торца выходного пат 20 рубка 3 до дна бункера-пылесборника 5.При этом максимальный размер раскручи вателя изменяется в пределах цилиндроконического корпуса циклона от б до Дц. Вцилиндрической части корпуса циклона25 большее основание модуля раскручивателя4 выполнено равным Дц, в конической частикорпуса циклона оно выполнено с уменьшением его величины от Дц до б в направлении к выходному отверстию конуса циклона,30 а бункере - пылесборнике 5 его величина выполнена равной д.Конические сетчатые обечайки 6 соединены между собой большими основаниямипри помощи соединительных элементов -35 упругих стяжек-шпилек 7, которые установлены со стороны большего и меньшего оснований конических обечаек. Резьбовыеконцы упругих стяжек-шпилек 7 жестко зафиксированыв ячейках сетки конических по 40 верхностей обечаек 6 с помощьюразъемного (болтового) соединения.Корпус циклона 1 выполнен разъемнымв месте соединения его цилиндрической части с конической частью при помощи флан 45 цевого соединения 8. Разъемный корпусциклона позволяет провести быстро работы,связанные с установкой и монтажом моду-.лей раскручивателя потока 4 в корпусе циклона,50 Модули раскручивателя потока 4 помещены в корпус циклона 1 так, что их большиеоснования контактируют с внутренней поверхностью корпуса циклона 1, При этоммодули раскручивателя потока 4 установле 55 ны в цилиндроконическом корпусе циклонабез жесткой связи между собой так, что образуют непрерывную цепочку модулей (фиг. 1),или образуют дискретно расположенныеблоки модулей (фиг. 3) или образуют отдельно расположенные модули (фиг. 4, 5). В бунрубком, присоединенный к отверстию нижней конической части корпуса бункер-пылесборник и раскручиватель потока,выполненный из сетки с живым сечением неменее 40, установленный между торцомвыходного патрубка и дном бункера, согласно изобретению раскручиватель потока выполнен в виде одного или несколькихобъемных полых модулей из сетчатых усеченных конусов, соединенных между собойбольшими основаниями при помощи упругих стяжек-шпилек, установленных" со стороны большего и меньшего оснований так,что резьбовые концы стяжек жестко зафиксированы в ячейках сетки конических поверхностей с помощью разъемногосоединения, при этом диаметр меньшегооснования конусов равен 0,5 б, а диаметрбольшего основания в интервале от б доДц, где б - диаметр выходного отверстияконической части корпуса, Дц - внутреннийдиаметр цилиндрической части корпусациклона.Кроме того, модули, расположенные вбункере, соединены между собой и с нижним расположенным в конической частикорпуса модулем при помощи упругих стяжек-шпилек,Кроме того, живое сечение сетки модулей, расположенных в корпусе, равно60.70, а живое сечение сетки модулей,расположенных в бункере, равно 4060 О.Сущность изобретения поясняется чертежами,На фиг. 1 дан общий вид устройства сблочно-модульным сетчатым раскручивателем потока, образованным в виде непрерывной цепочки модулей.На фиг. 2 показан общий вид модуляраскручивателя, поперечный разрез,На фиг. 3 представлен общий вид устройства, в котором сетчатый раскручиватель образован дискретно расположенными вкорпусе устройства блоками модулей., На фиг. 4 дан общий вид устройства, вкотором сетчатйй раскручиватель образо ван отдельно расположенными в корпусеустройства модулями.На фиг. 5 показан общий вид устройства, в котором сетчатый раскручиватель образован в виде одиночно установленного"модуля.Устройство для очистки газопылевогопотока фиг. 1) содержит цилиндрокониче- .ский корпус 1 с входным патрубком 2, расположенным вверхней части. корпусаосевым выходным патрубком 3 и раскручивателем потока 4, а также присоединенныйк отверстию нижней конической части корпуса бункер-пылесборник 5. Раскручиватель потока 4 установленкере-пылесборнике 5 модули установлены них всех крупных фракций частиц пыли так, что образуют цепочку модулей жестко обычно улавливаемых в циклоне (5500 соединенных между собой с помощью резь- мкм); которые при меньшем живом сечении бовых концов соединительныМ элементов, 4050;6 чаще отскакивают от поверхйости которыми служат упругиестяжки=шййльки узлов сетки и уходят в восходящий поток.7. Зта цепочка модулей, раслоложенйых в Поэтому наиболее предпочтительным явля- бункере-пылесборнике (фиг. 1, фйг. 3) жес- ется выполнение живого сеченйя=сеток "мо- тко соединена с последним походудвиже- дулей, расположенных в корпусе циклона, ния пыли. в устройстве" модулем, равным 6070 О,расположенным в корпусе цика,"прЪ"йо= 10 Живое сечение сеток модулей раскручимощи названных резьбовых кбйцовшпилек вателя потока 4, расположенных в бункере, которые пропускают черезячейки сеткй пылесборнике 5, выполнено равным следующего за вышеназванйым модулем 4050 О(. Зто связано с тем обстоятельстраскручивателя и фиксируютйрй "йомощи вом, что циклонный процесс в бункере - пыразъемного(болтового) соединейия, 15 лесборнике практически отсутствует,Живоесечениесеткимодулейраскручи- главным является процесс схода пыли из вателя потока 4, расположенных в цйлинд конуса в бункер, а также процесс снижения роконическом корпусе циклона, может быть энергозатрат, связанный с раскруткой восвыполнено равным не менее 40:. 50 или ходящего потока, Восходящий поток по веравным 60,70%, а живое сечение сетки мо личине не превосходит диаметра выходного дулей раскручивателя потока, расположен-" отверстия конуса циклона - б, поэтому ных в бункере - пылесборнике, выполйено большее основание модуля раскручивается равным не менее 40,50% или 40. 50 О.в бункере не превышает указанную величиПредлагаемое устройство работает сле- ну. А живое сечение сетки модулей раскру- дующим образом(фиг. 1 , фиг,5), Газопы чивателя 4 в бункере-пылесборнике 5 левой поток поступает через входной обеспечивает, как известно, максимальное патрубок тангенциальный или спиральный снижение гидравлического сопротивления улиточный в циклон 1 и приобретает враща.- практически без снижения степени очистки. тельное движение. Нисходящйй винтооб- Выполнение меньшего основания кони- разно вращающийся поток опускается 30 ческихобечаек бмодуля раскручивателя повдольвнутреннихстеноккорпусациклона 1 тока 4 равным 0,5 б способствует и на своем пути многократно "пройсходит максимальному раскручиваниювосходящечерез сетчатые конические поверхности . го потока. следовательйо,"сййжеййю" гидобъемных полых модулей раскручивателя равлического сопротивления устройства потока 4, что позволяет интенсивно раскру при минимальных затратах сетчатого полоттить нисходящий и восходящий потоки и на,идущего на раскручиватель. Этосвязано снизить гидравлическое сопротивление ус- с известным обстоятельством, что макситройства без снижения степени очистки. мальный размер восходящего потока при Нисходящий вращающийся поток, в кото- входе его в конус циклона из бункера - пыром сконцентрирована основная масса вы лесборника 5 не менее 0,5 д. Поэтому моделяемой пыли, поступаетдалеев " дуль раскручивателяйотока 4 йолйостью бункер - пылесборник 5, где происходит охватывает и раскручиваетвоСходящий по- окончательное осаждение твердых частиц,ток. А выполнение при этом большего осноЗатем поток совершает поворот на 180 и вания конических обечаек 6 модулей образует внутри нисходящего потока восхо раскручивателя потока 4, расположенных в дящий вращающийся поток очйщенйогоот=корпуСе цйклона, меняющимисяв пределах пыли газа, Зтот поток выходит из буйкера- от д до Дц позволяет полностью охватить и пылесборника 5 через выходное отверстие раскрутить нисходящий поток,конуса циклона и при движении снизу вверх - Выполнение раскручивателя потока в в бункере-пылесборнике 5 и цилйндрокони виде блока модулей (фиг, 1, фиг. 3), располоческом корпусе циклона 1 проходит через женных в корпусе циклона 1 и бункера-пысетчатые конические поверхности объем- лесборника 5 непрерывно (фиг. 1) или ных полых модулей раскручивателя потока дискретно (фиг. 3), или в виде отдельных 4 и удаляется из циклона 1 через осевой модулей, размещенных в корпусе циклона выходной патрубок 3. 55 (фиг. 4, фиг. 5), позволяет изменять гидравБлагодаря тому, что живое сечение сет- лическое сопроивлеййе"устройСтва без чатых конических поверхностей обечаек 6 снйжейия степени очистки йвлиять на аэрообьемных полых модулей раскручивателя динамику циклойного процессавлюбой лопотока (фиг, 2) составляет 6070 О, ячейки кальной области, где перемещаются таких сеток способствуют проходу через " нисходящий и восходящий потоки в зонемежду торцом выходного патрубка 3 и дном бункера-пылесборника 5, И таким образом оптимизировать процесс пылеулавливания за счет влияния на структуру потока в различных зонах циклона. Это позволяет, например, 5 в случае использования раскручивателя потока, выполненного в виде отдельных блоков модулей или одиночных модулей, повысить степень очистки при низком гйдравлйческом сопротивлении устройства. Это становится 10 возможным в результате того что указанное выполнение раскручивателя потока 4 позволяет отодвинуть сетку модуля раскручивателя потока 4 от торца выходного патрубка 3 и уменьшить или совсем устранить уход части 15 отскочивших от узлов сетки крупных частиц в ВОСХОДЯЩИЙ ПОТОК,Установка единичного модуля (фиг, 5) или блока. модулей раскручивателя потока 4 (фиг. 3) в наиболее критическом, с точки 20 зрения ведения циклонного процесса в уст- " ройстве месте - в выходном отверстйи конуса циклона, где нисходящий и восходящий потоки протекают на ближайшем друг от друга расстоянии и с наибольшей скоро стью, позволяет управлять сходом пыли в бункер-пылесборник. Это происходит за счеттого обстоятельства, что при прохождении через сетчатый раскручиватель потока все три компоненты скорости потока: тан генциальная, радиальная и осевая меняют свою величину так, что при этом осевая компонента скорости увеличивается. В этом состоит эффект раскручивания потока, А так как в нисходящем потоке осевая компонента ско рости потока направлена вниз в сторону бункера, то ее скачкообразное увеличение на сетке модуля раскручивателя потока 4, расположенного в месте схода пыли из конуса циклона в бункер - пылесборник 5 и позволяет 40 интенсифицировать процесс схода пыли.При улавливании частиц пыли, имеющей широкий фракционный состав с преобладанием сравнительно крупных частиц, предпочтительнее использовать модульный 45 раскручиватель потока выполненный в виде дискретно расположенных модулей или единичных модулей, В этом случае установка модулей позволяет практически все частицы крупных фракций направить в бункер 50 при,пониженном гидравлическом сопротивлении устройства.При улавлйвании .мелких частиц пыли узкой фракции, наиболее приемлемым является использование модульного раскручи вателя потока выполненногО в виде непрерывной цепочки модулей (фиг. 1). Мелкие частицы обычно следуют за потоком, а многократное изменение названных составляющих скорости потока и многократный рост осевой составляющей скорости потока способствует тому, что при входе в бункер-пылесборник частицы получают максимальный импульс ускорения осевой составляющей скорости потока, что ведет к максимальному улавливанию мелких частиц в бункере устройства.Предлагаемое устройство было подвергнуто экспериментальной проверке на установке, Установка состояла из возвратнопоточного циклона с тангенциальным входным патрубком диаметром корпуса 80 мм; бункера - пылесборника; газодувки - пылесоса КУ - 01; подводящих и отводящих воздуховодов; счетчика газа РС - 40; питателя для подачи порошка в циклон; набора модулей обьемных полых сетчатых раскручивателей потока с живым сечением 40,50, 60, 70, 80 оь; микроманометра ММН," В качестве улавливаемого порошка использовалась широкая и узкая фракции йентапласта марки А - 2 ТУ - 05 - 1423 - 74. Гранулометрический состав широкой фракции составил 10,550 мкм, средний диаметр частиц составил 53 мкм. Гранулометрический состав узкой фракции составил 965 мкм, средний диаметр частиц составил 17 мкм. Плотность пентапласта составляет 1,4.г/см .Для получения сравнительных данных проводились исйытания устройства, в котором внутри циклона, между торцом выходного патрубка и дном бункера - пылесборника устанавливались поочередно раскручиватель потока выполненный о виде спиральной ленты (прототип) 3 и предлагаемый блочно-модульный раскручиватель потока.В таблице приведены характерные результаты испытаний предлагаемого устройства и сравнение их с результатами испытаний известного технического решения (прототип)(3). ОпытыММ 1,3,5,7 представляют собой результаты испытаний известного устройства (прототипа), Опыты МЛЬ 2, 4, 6, 8, 9; 15 представляю. собой результаты испытаний предлагаемого устройства. Как видно из сравнения указанных опытных данных, они показывают широкую возможность изменения гидравлического сопротивления предлагаемого устройства, а, следовательно, и аэродинамической обстановки в зонах установки модулей раскручивателя потока без снижения степени очистки.Испытания представленные в опытах ММ 1, 3, 5, и ЬЙФ 2,4, 6 проведены в сопоставимых условиях, Различие состоит лишь в величине живого сечения сетки раскручивателя потока. Наилучшие результаты достигнуты в опытах М 2 и М 4 на сетках с живым сечением соответственно 60 и 70;.Опыты М 7 и М 8 отличаются от анало- зировать процесс пылеулавливания в цикгичныхопытов%1 и М 2 величинойдиметра лоне благодаря блочно-модульной констулавливаемых в устройстве частиц. В опы- рукции раскручивателя потока. Этотах М 7 и М 8 диаметр частиц больше. позволяет влиять на аэродинамику циклонОпыты ВМ 8, 9, 10 позволяют сравнить 5 ного процесса в устройстве в любой локальмежду собой результаты испйтайий конст- ной области, где протекает циклонныйрукции предлагаемого устройства в сопо- процесс; в зоне между торцом выходногоставимых условиях. Различие состоит лишь в" патрубка и дном бункера, без снижения стеместе расположения модулей и числе моду- пени очистки и при широком изменении гидлей установленных в циклоне в зоне от торца 10 равлического сопротивления устройства.выходного патрубка до дна бункера-пылес- Предлагаемое устройство позволяет, исборника. Степень очистки при этом в опытах пользуя блочно-модульный принцип построЯМ 9,10 увеличивается по савненйюсбйй-" ения конструкции раскручивателя потока,том М 8. Это говорит о положительном алия- создавать высокоэффективные конструкциинии на процесс пылеулавливания дискретно 15 циклонных аппаратов для улавйивания сухихрасположенных модулей раскручивателя в частиц пыли в широкомдиапазоне улавливакорпусе устройства (опыты ММ 9, 10), по срав- емых частиц и при этом вести процесспыленению с расположением модулей в корпусе улавливания с низкими Энергозатратами иустройства в опыте М 8 в виде непрерывного высокой степенью очистки от пыли.ряда модулей. Результаты указанных опытов 20 Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и яговорят также о положительном влияййи на"1, Циклон, содержащий цилиндроконипроцесс пылеулавливания в циклоне установ- ческий корпус, входной патрубок, располокимодулейсразличнымкивымсечениемсет- женный в верхней части корпуса осевойки на нисходящем и восходящемпотоках,выходной патрубок, присоединенный к выВ опытах ММ 11, 12, 13, 14 йредставле ходному отверстию нижней конической часны результаты испытаний одиночных моду-ти корпуса бункер-пылесборник илей,устанавливаемых в цилиндрической и раскручиватель потока; выполненный изконической частях корпуса циклона."опытьГ" сетки с живым сечением не менее 40, усМйт 11,12,Атакже результаты испытаний при тановленный между торцом выходного пат.установке одиночного мОдуля в сужающейся 30 рубка и дном бункера, о т л и ч а ю щ и й с ячасти конуса циклона: опыты ММ 13, 14. Раз- тем, что, с целью оптимизации процесса пыличие указанных опытов состоит в величине леулавливания за счет влияния на структуруживого сечения сетки модуля раскручивате-потока в различныхзонах циклона, раскруля потока, Наилучшие результаты получены чиватель потока выполйен"в видеодйбгбилина сетке с живым сечениемравным 60/. 35 несколькихобьемныхполыхмодулей,состоСравнение названныхопытовс результатами "ящий из двух сетчатых усеченных койусов,опытов МЬЬ 7, 8 показывают устойчивое пре- соединенных между собой большими основышение степени очистки на одиночййх мб-"ваниями при помощи упругих стяжек-шпидулях сетчатого раскручивателя потока, чем лек, установленных со стороны большего ина сетчатом раскручивателе потока выйол меньшего оснований так, что резьбовыененном в виде йепрерывного ряда модулей. концы стяжек жестко зафиксированы в .Опыт %15 проведен в устройстве с ди- ячейках сетки конических поверхностей саметром циклона 200 мм, что в 2,5 раза помощьюразъемногосоединения,приэтомпревышает диаметр циклона йсйользоаан- диаметр меньшего основанияконусов раного в опытах ММ 1,14, Кроме того, началь вен 0,5 диметра выходного отверстия кониная концентрация пыли в опыте ММ 15 на ческой части корпуса, а диаметр большегопорядок превышает начальную концейтра- основания-винтервалеотдиаметра выходцию пыли в опытах ММ 114. Результаты ного отверстия конической части корпуса доопыта М 15 подтверждают возможность внутреннего диаметра цилиндрической часулавливания пыли с высокой начальной кон ти корпуса,центрацией, способствующей значйтельно, Циклон по п.1, о т л и ч а ю щ и й с яму износу внутренней поверхйости тем, что модули, расположенные в бункере,циклона, Результаты опыта М. 15 йодтверж- соединены между собой и с нижним расподают возможность регулирования процессаложенным в конической части корпуса модуизноса в предлагаемом устройствеза счет 55 лем при помощи упругих стяжек-шпилек.переноса его на слабое звено - модуль сетча. Циклон по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й-.того раскручивателя потока. с я тем, что живое сечение сетки модулей,Результаты испытаний показывают, что расположенных в корпусе, равно 6070, апредлагаемое техническое решение по живое сечение сетки. модулей, расположенсравнению с известным позволяет оптими- ных в бункере, равно 4060;.1780839 12Место расположения и вид раскручивателя аивеее а твем тсеаееавевсвсеигвесиевввааеа еси ае всеи а естав аТип устрой",ства.Начал ь" ная конСте"пеньочи"стки,центра"Ф ция г/мзва те витиевате таасвив ет с е свеев агг теватасевес ее98,7 прототип 126 10 226 10 по всей зоне 60 60 17 165 155 98,9 предлагаемое устрой" ство непрерывный рядмодулей 3 26 10 26 1017 17 по всей зоне 986 988 472 465 прототип предлагаемое устройство непрерывный рядмодулей 70 5 26 1 О 6 26 1 О 80 17 80 17 742 725 98,7 98,8 по всей зоненепрерывный рядмодулей прототип предлагаемое устройство 7 26 10826 10 повсей зоне 53 53 163 149 97,8 прототип982 предлагаеамое устрой"ство 60 60 непрерывный рядмодулей дискретный ряд мо дулей в цилиндре, конусе и бункере 53 9 26 1 О 99,0 предлагае"мое устрой. ство 1 О 26 10 11 а 99,1 11 26 10 одиночные модули в 227цилиндре и конусе 99,0 60 53 99,0 99,2 12. 26 10 13 26 10 70 60 268 а 11 один модуль в коа 325нусе 11 70 60 14 26 10 15 26125 99,199,468 опыт прове"ден с диаметром циклона 200 мм 300 геаеветагаветвиси еве гвевсеевси еватевисиевсее а сиестветвивив ь ееииветаъйЬиСко"ростьвхода,м/с 60 в цик"лоне40 в бункере70 в циклоне40 в бункере Гидра в"лическоесопротив"ление,Пэ1780839 югкто ректор С.Патрушева Производственно-издательский комбинат "Патен ина 101 город,Заказ 4233 ВНИИПИ Гасу Составитель В.фещенкоТехред М.Моргентал Тираж . Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5