ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИКЛОН Российский патент 1994 года по МПК B04C7/00 

Изобретение относится к аппаратам для сухой очистки газа от пыли. Оно может быть использовано на предприятиях нефтехимической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности, в частности для очистки газа от крупнодисперсных пылей при их большой концентрации.

Известен наиболее близкий по технической сущности двухступенчатый циклон, содержащий разделенные перегородкой концентрично установленные, снабженные крышкой со смонтированным на ней раскручивателем с выхлопным патрубком циклонные камеры, входной тангенциальный патрубок, выхлопную трубу, бункер-пылесборник и расположенные в нем пылевыпускные отверстия циклонных камер.

Недостатками этого циклона являются высокое гидравлическое сопротивление, требующее больших энергозатрат на улавливание в ней пыли, малая эффективность.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. снижение энергопотребления за счет уменьшения гидравлического сопротивления циклона, повышения эффективности улавливания мелких частиц.

Указанная цель достигается тем, что в двухступенчатом циклоне, содержащем разделенные перегородкой концентрично установленные, снабженные крышкой со смонтированным на ней раскручивателем с выхлопным патрубком циклонные камеры, входной тангенциальный патрубок, выхлопную трубу, бункер-пылесборник и расположенные в нем пылевыпускные отверстия циклонных камер, согласно изобретению, в крышке выполнены два расположенных концентрично соответственно между выхлопной трубой и стенкой внутренней циклонной камеры и между перегородкой и стенкой наружной циклонной камеры кольцевых щелеобразных канала, а в стенке внутренней циклонной камеры выполнены окна, вертикальные кромки которых снабжены изогнутыми пластинами, другой конец которых укреплен на выхлопной трубе, и, кроме того, у внешнего диаметра внутреннего кольцевого щелеобразного канала концентрично установлена между выхлопной трубой и стенкой внутренней циклонной камеры перфорированная перегородка, а нижняя часть разделяющей циклонные камеры перегородки выполнена перфорированной, кроме того, с целью обеспечения возможности пневмоклассификации уловленной пыли, он снабжен дополнительным бункером и выполненными с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с кольцевыми щелеобразными каналами кольцевыми уплотнениями, а к пылевыпускному отверстию внутренней циклонной камеры присоединена разгрузочная труба, противоположный конец которой присоединен к дополнительному бункеру.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что аналога, характеризующегося признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, не имеется.

Таким образом, заявляемое изобретение является новым, так как оно неизвестно из уровня техники.

Вся совокупность существенных признаков изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из последнего не выявляется влияние предписываемых этим изобретением преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение технического результата. Следовательно, изобретение имеет изобретательный уровень.

На фиг.1 изображена схема устройства двухступенчатого циклона; на фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1 (уменьшено); на фиг.3 и 4 показаны сечения Б-Б и В-В на фиг.1 соответственно (уменьшено).

Двухступенчатый циклон содержит входной тангенциальный патрубок 1, присоединенный к наружной циклонной камере 2 со стенкой 3, концентрично установленную внутреннюю циклонную камеру 4 со стенкой 5, выхлопную трубу 6. Между циклонными камерами расположена перегородка 7, сверху циклонные камеры имеют крышку 8. В верхней части циклонных камер, на их крышке 8, смонтирован раскручиватель 9 с выхлопным патрубком 10. В нижней части циклона расположен бункер-пылесборник 11 со стенкой 12. Внутренняя циклонная камера 4 содержит пылевыпускное отверстие 13, а наружная циклонная камера 2 - отверстие 14. В крышке 8 выполнены два кольцевых щелеобразных канала, которые расположены концентрично соответственно между стенкой 5 внутренней циклонной камеры 4 и выхлопной трубой 6 - внутренний канал 15 и между стенкой 3 наружной циклонной камеры 2 и перегородкой 7, между циклонными камерами, - внешний кабель 16. В стенке 5 внутренней циклонной камеры 4 выполнены окна 17, которые снабжены изогнутыми пластинами 18. Между стенкой 5 и выхлопной трубой 6 концентрично им смонтирована у внешнего диаметра внутреннего кольцевого щелеобразного канала 15 перфорированная перегородка 19. Нижняя часть 20 разделяющей циклонные камеры перегородки 7 также имеет перфорацию.

Для взаимодействия с щелеобразными кольцевыми каналами 15 и 16 и регулирования их ширины смонтированы соответствующие кольцевые уплотнения 21 и 22, которые выполнены с возможностью вертикального перемещения от приводов 23 и 24 соответственно. Для отвода пыли из внутренней циклонной камеры 4 служит разгрузочная труба 25, которая присоединена к пылевыпускному отверстию 13, противоположный конец ее 26 выведен из бункера-пылесборника 11 и присоединен к дополнительному бункеру 27. Бункер-пылесборник имеет затвор 28, а дополнительный бункер 27 - затвор 29.

Кольцевые уплотнения 21 и 22 служат для регулирования и перераспределения расхода воздуха, поступающего через каналы 15 и 16 в раскручиватель, а также регулирования дисперсной пыли, оседающей в обоих циклонах. Перфорация в перегородках 7 и 19, как и сами перегородки, служит для уменьшения поперечной циркуляции в кольцевых пространствах циклонных камер. Изогнутые пластины 18 (см. фиг.4) одним концом укреплены по касательной к окружности на вертикальных кромках окон 17, выполненных в стенке 5 внутренней циклонной камеры 4 (см. фиг.1), а другим концом укреплены на выхлопной трубе 6. Кольцевые уплотнения 21 и 22 для обеспечения сползания проскочившей пыли выполнены наклонными. Толщина кольцевого уплотнения 22 делается больше по длине 0,2-0,3 окружности, начиная от входного патрубка 1, с таким расчетом, чтобы уплотнение перекрывало на этом участке вход потока в кольцевой щелевой канал 16; с этой же целью ширина большого кольцевого пространства постепенно увеличивается по спирали от минимальной в месте ввода газа в циклонную камеру 2 до максимальной вблизи выходного патрубка 10. Это повысит эффективность за счет формирования эпюры концентрации частиц. Устройство работает следующим образом.

При вращении запыленного потока газа, поступившего в наружную циклонную камеру 2 по патрубку 1, основная часть наиболее крупных частиц отжимается к стенке 3 и движется по ней в виде плотного слоя (жгута). Часть вращающегося газа на наибольшем отдалении от наружной стенки 3 с минимальной концентрацией частиц у перегородки 7 отводится через кольцевой щелеобразный канал 16 в раскручиватель 9. Остальная часть также частично очищенного газа опускается вдоль перегородки 7 вниз, а затем по кольцевому щелеобразному каналу между перегородкой 7 и стенкой 5 внутренней циклонной камеры 4 поднимается вверх и входит через серию окон 17 в стенке внутренней циклонной камеры во внутреннюю циклонную камеру меньшего диаметра.

Вращение потока газа в этом пространстве создают изогнутые пластины 18, установленные на выходе окон 17 по касательной к направлению вращения газа. Из кольцевого пространства часть вращающегося газа из пространства вблизи выхлопной трубы 6, где концентрация пыли минимальна, отводится через второй кольцевой канал 15 в раскручиватель 9. Для уменьшения влияния поперечной циркуляции, наиболее сказывающегося при осаждении мелких частиц, служит перфорированная цилиндрическая перегородка 19. Остальная часть вращающегося газа опускается вниз и уходит в раскручиватель 9 по выхлопной трубе 6.

Через оба кольцевых щелеобразных канала 15 и 16 в раскручиватель 9 уходит 50-60% очищенного газа. Выделенные из потока под действием центробежной силы частицы по стенкам обеих циклонных камер опускаются вниз в бункер-пылесборник 11. Двухступенчатый циклон может быть использован и без классификации уловленной пыли. В этом случае отпадает необходимость в дополнительном бункере 27, а для устранения подсосов разгрузочная труба 25 должна доходить до низа бункера-пылесборника 11 и всегда находится ниже уровня пыли, играющей роль гидравлического затвора. Если циклон используется как классификатор, то разгрузочная труба 25 своим концом 26 выводится через стенку 12 бункера-пылесборника 11 и подключается к дополнительному бункеру 27 с затвором 29, Нагруженный циклон может играть роль разгрузителя. Воздух, выходящий из выхлопной трубы 6, или смешивается с воздухом, поступающим из кольцевых щелеобразных каналов 15 и 16, или выводится через раскручиватель 9 и выхлопной патрубок 10 наружу.

Применение указанного двухступенчатого циклона при очистке газа, например, после пневматической сушки, позволит заменить две группы циклонов на одну. Это уменьшит в два раза сопротивление и металлоемкость, а также даст возможность разделить выделяемый из потоков материал на два продукта: крупнозернистый и мелкозернистый.

Использование: в различных отраслях промышленности, в частности для очистки газа от крупнодисперсных пылей при их большой концентрации. Сущность изобретения: камеры 2 и 4 разделены перегородкой и установлены концентрично. В крышке 8 камер выполнены два кольцевых щелеобразных канала 15 и 16 . В стенке внутренней циклонной камеры выполнены окна 17, вертикальные кромки которых снабжены изогнутыми пластинами, другой конец которых укреплен на выходной трубе 6. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИКЛОН, содержащий разделенные перегородкой концентрично установленные снабженные крышкой со смонтированным на ней раскручивателем с выхлопным патрубком циклонные камеры, входной тангенциальный патрубок, выхлопную трубу, бункер-пылесборник и расположенные в нем пылевыпускные отверстия циклонных камер, отличающийся тем, что в крышке выполнены два расположенных концентрично соответственно между выхлопной трубой и стенкой внутренней камеры и между перегородкой и стенкой наружной циклонной камеры кольцевых щелеобразных канала, а в стенке внутренней циклонной камеры выполнены окна, вертикальные кромки которых снабжены изогнутыми пластинами, другой конец которых укреплен на выхлопной трубе. 2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что у внешнего диаметра внутреннего кольцевого щелеобразного канала концентрично установлена между выхлопной трубой и стенкой внутренней циклонной камеры перфорированная перегородка, а нижняя часть разделяющей циклонные камеры перегородки выполнена перфорированной. 3. Циклон по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным бункером и выполненными с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с кольцевыми щелеобразными каналами кольцевыми уплотнениями, а к пылевыпускному отверстию внутренней циклонной камеры присоединена разгрузочная труба, противоположный конец которой присоединен к дополнительному бункеру.