ЦИКЛОН Российский патент 1995 года по МПК B04C5/103 

Изобретение относится к очистке газов и жидкостей от загрязнений и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является циклон, содержащий конический корпус, коническую перегородку, установленную в корпусе соосно над разгрузочным отверстием с образованием кольцевого зазора по периферии между перегородками и стенкой корпуса, входной тангенциальный патрубок для ввода загрязненной среды и выходной патрубок.

Однако конический корпус и коническая перегородка совместно с выходным патрубком образуют сепарационную камеру весьма сложной формы, причем выходной патрубок частично размещен в сепарационной камере. Все это ограничивает эксплуатационные свойства циклона.

Цель изобретения повышение эксплуатационных свойств циклона.

Циклон имеет две перегородки, установленные с зазором между собой, причем верхняя из них имеет патрубок с осевым каналом. При этом образуется дополнительная камера сепарации потока среды, транспортирующего отсепарированные загрязнения.

На фиг.1 изображен предлагаемый циклон; на фиг.2 циклон с плоскими перегородками.

Циклон содержит корпус 1 с сепарационной камерой 2, камеру 3 сбоpа загрязнений, входной 4 и выходной 5 патрубки и разгрузочное отверстие 6.

Перегородка 7 в виде диска установлена в зоне цилиндрической части 8 с зазором 9. Входной патрубок 4 выполнен тангенциально к цилиндрической части 8, выходной патрубок 5 выполнен соосно камере 2 и соединен с торцовой поверхностью 10 посредством криволинейной поверхности 11. Камера 3 образована конической частью 12 корпуса 1 и перегородкой 7 и имеет разгрузочное отверстие 6. Камера 2 предназначена для расширения (ускорения) плоского вихревого потока загрязненной среды. Степень расширения (ускорения) среды определяется отношением диаметра D камеры 2 к диаметру d выходного патрубка 5. Камера 3 предназначена для сбора загрязнений, поступающих из камеры 2 через зазор 9. Загрязнения из циклона удаляются в трубопровод удаления загрязнений (не показан) через отверстие 6. Перегородка 7 разделяет приосевую зону циклона на две части, исключая сквозной поток из отверстия 6 в патрубок 5. Зона максимального разрежения камеры 2 изолирована от камеры 3 перегородкой 7.

Циклон снабжен дополнительной перегородкой 13, закрепленной в корпусе 1 ниже основной перегородки 7. При этом в центре перегородки 7 выполнено осевое отверстие, к которому присоединен патрубок 14, сообщающий полость камеры 2 с полостью 15, образованной перегородками 7 и 13. Перегородка 13 жестко закреплена в корпусе 1 с кольцевым зазором 16, сообщающим полость 15 с камерой 3. Вследствие этого через зазор 9, полость 15 и патрубок 14 образуется дополнительный вихревой поток среды с периферии камеры 2 в ее центр. Перепад давления между этими зонами камеры 2 обеспечивает устойчивый характер дополнительного вихревого потока среды, который воздействует на загрязнения и опускает их по стенке циклона через зазор 9 в камеру 3. При этом исключаются восходящий поток в зазоре 9 и встречное движение нисходящего и восходящего потоков. Расход и интенсивность дополнительного потока среды регулируется площадью и профилем канала патрубка 14. Интенсивность дополнительного потока среды выбирается с учетом недопущения захвата загрязнений и выброса их через патрубок 14 в камеру 2. Перегородка 13 изолирует камеру 3 от воздействия дополнительного вихревого потока среды, протекающего в полости 15.

Циклон работает следующим образом.

При подаче загрязненной среды в циклон она закручивается в камере 2, образуя в ней плоский вихревой поток. Вихревой поток ускоряется по мере движения от периферии к центру, к стоку в выходной патрубок 5, уменьшая при этом статическое давление, температуру и плотность потока. Затем вихревой поток преобразуется в цилиндрический винтовой вихревой поток, который плавно истекает из камеры 2 в выходной патрубок 5. Центробежная сила вихревого потока в камере 2 воздействует на загрязненную среду, отбрасывая загрязнения на периферию камеры 2. Загрязнения осаждаются на поверхности цилиндрической части 8, замедляясь при этом, и под действием сил тяжести и внешнего нисходящего потока через зазор 9 опускаются в камеру 3. Основной вихревой поток в камере 2 наводит вихревой поток в камере 3, вследствие чего в зазоре 9 протекают внешний нисходящий и внутренний восходящий потоки. При этом они вращаются согласно. Так как центр вихря в камере 2 и основная площадь его изолируется перегородкой 7, то интенсивность вихря в камере 3 невысокая. В камеру 3 он опускается на малую глубину, отражаясь от конический части 12 и направляясь вверх в зазор 9. Вследствие этого угловая скорость вихревого потока в камере 3 и вертикальные составляющие скорости нисходящего и восходящего потоков в зазоре 9 достаточно малы. Это исключает вынос загрязнений из камеры 3 в камеру 2. Загрязненная среда в камере 2 по мере расширения охлаждается, что сопровождается конденсацией влаги на ядрах конденсации на мельчайших частицах. Вследствие этого происходит интенсивное соударение частиц и коагуляция их, т. е. рост их массы. Центробежные силы отбрасывают эти частицы на периферию камеры 2, где они осаждаются на цилиндрической части 8 и опускаются в камеру 3.

Дополнительный вихревой поток среды в полости 15 побуждает загрязнения к движению из камеры 2 по стенкам корпуса 1 в зазор 9 и далее через зазор 16 в камеру 3.

Использование предлагаемого циклона обеспечивает по сравнению с известными устройствами повышение производительности и коэффициента очистки среды, уменьшение габаритов и массы, а также экономию энергии.

Вследствие этого эксплуатационные свойства циклона повышаются.

Использование: для очистки газов и жидкостей от загрязнений. Сущность изобретения: циклон содержит корпус 1, камеру 2 сепарации, камеру 3 сбора загрязнений, входной 4 и выходной 5 патрубки и разгрузочное отверстие 6. В корпусе 1 одна под другой установлены перегородки 7 и 13, образующие зазоры 9 и 16 со стенками корпуса. Перегородка 7 имеет осевой патрубок 14, сообщающий камеру 2 с пространством между перегородками 7 и 13. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ЦИКЛОН, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, высота которого соответствует высоте корпуса, и осевым выходным патрубком, конический пылесборник с пылевыпускным патрубком и размещенную в корпусе над пылесборником на уровне нижнего края входного патрубка перегородку, образующую со стенкой корпуса кольцевой пылеотводной зазор, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной перегородкой, установленной под первой и также образующей со стенкой корпуса кольцевой пылеотводной зазор, и патрубком, присоединенным к выполненному в первой перегородке осевому отверстию, сообщающим полость корпуса над первой перегородкой с пространством между перегородками. 2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим. 3. Циклон по пп.1 и 2, отличающийся тем, что перегородки выполнены плоскими и расположены параллельно.