ЦИКЛОН-СЕПАРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B04C5/04 

Изобретение относится к химическому оборудованию, а более точно к циклону-сепаратору для отделения твердых частиц от текучих сред, в частности цементного порошка от горячих газовых сред.

Известен циклон-сепаратор для отделения твердых частиц от текучих сред, содержащий сепарационную камеру, верхняя часть которой снабжена отводом для текучей среды, а в нижней части имеется конический бункер для удаления твердых частиц. Сепарационная камера имеет расположенный тангенциально впускной патрубок для подачи смеси текучей среды с твердыми частицами, встроенный в косую винтовую полость, ограниченную верхней поверхностью сепарационной камеры и периферийной стенкой, которая у входа впускного патрубка имеет тот же наклон, что и образующая конического бункера, расположенного под указанным резервуаром.

Недостатком таких циклон-сепараторов являются сравнительно большие размеры и, следовательно, большая площадь поверхности. В периферийной части сепарационной камеры, где расположен впускной патрубок, и особенно там, где верхняя торцевая часть и скошенная часть переходят друг в друга, возникает увеличенная циркуляция текучей среды, за счет чего возрастает сопротивление и уменьшается емкость циклона-сепаратора. Это приводит к повышению как первоначальных затрат, так и эксплуатационных расходов на единицу продукции.

Известен циклон-сепаратор для отделения твердых частиц от текучих сред, в частности цементного порошка от горячих газовых сред, содержащий цилиндрическую сепарационную камеру с торцевой крышкой, конический бункер для удаления отделенных твердых частиц в нижней части камеры, размещенный в крышке отвод очищенного потока, входной патрубок, переходящий в устройство для ввода разделяемого потока. Это устройство встроено в верхнюю часть сепарационной камеры таким образом, что оно образует косую винтовую полость, ограниченную торцевой крышкой сверху и боковой стенкой, имеющей цилиндрическую вертикальную поверхность, верхней кромкой соединенную с крышкой, и коническую поверхность, верхней кромкой соединенную с цилиндрической поверхностью, а нижней со стенкой сепарационной камеры. Верхняя часть боковой стенки входного патрубка, ближней к оси камеры, выполнена с наклоном к вертикали в том же направлении, что и нижняя часть боковой стенки устройства для ввода разделяемой смеси.

Однако в вышеописанном устройстве могут возникать побочные вихри, приводящие к закручиванию разделяемой среды, отбрасыванию ее от стенки и захватыванию газами в вытяжку.

Задачей изобретения является устранение закручивания разделяемой среды и обеспечение лишенного трения отвода в разгрузочный трубопровод.

Эта задача решается тем, что в циклоне-сепараторе для отделения твердых частиц от текучих сред, в частности цементного порошка от горячих газовых сред, содержащем цилиндрическую сепарационную камеру с торцевой крышкой, конический бункер для удаления отделенных твердых частиц в нижней части камеры, размещенный в крышке отвод очищенного потока, входной патрубок, переходящий в устройство для ввода разделяемого потока, встроенного в верхнюю часть сепарационной камеры таким образом, что оно образует косую винтовую полость, ограниченную торцевой крышкой сверху и боковой стенкой, имеющей цилиндрическую вертикальную поверхность, верхней кромкой соединенную с крышкой, и коническую поверхность, верхней кромкой соединенную с цилиндрической поверхностью, а нижней со стенкой сепарационной камеры, верхняя часть боковой стенки входного патрубка, ближней к оси камеры, выполнена с наклоном к вертикали в том же направлении, что и нижняя часть боковой стенки устройства для ввода разделяемой смеси, согласно изобретению цилиндрическая поверхность боковой стенки устройства для ввода разделяемой смеси выполнена с высотой, уменьшающейся до нуля по ходу движения потока, коническая поверхность плавно в направлении движения потока переходит в вертикальную цилиндрическую стенку сепарационной камеры на выходном участке и угол ее наклона β удовлетворяет условию 0<β<2α, где a угол наклона стенки бункера.

Целесообразно, чтобы угол b был равен углу a.

Предпочтительно, чтобы бункер был выполнен из двух усеченных конусов, ось верхнего из которых вертикальна, а ось нижнего расположена с отклонением от вертикали. В вышеописанном циклоне-сепараторе конструкция устройства для ввода разделяемой смеси обеспечивает снижение побочных вихрей при движении потока, благодаря отсутствию линии перехода конической поверхности в цилиндрическую стенку сепарационной камеры, пересекающей поток.

На фиг.1 показан циклон-сепаратор для отделения твердых частиц от текучих сред, вид спереди; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.3 то же, вид сверху.

Циклон-сепаратор для отделения твердых частиц от текучей среды, в частности цементного порошка от горячих газовых сред (фиг. 1), содержит цилиндрическую сепарационную камеру 1 с торцевой крышкой 2, конический бункер 3 для удаления отделенных твердых частиц, расположенный в нижней части камеры 1, размещенный в крышке 2 отвод 4 очищенного потока, входной патрубок 5, переходящий в устройство 6 для ввода разделяемого потока. Это устройство встроено в верхнюю часть сепарационной камеры 1 таким образом, что оно образует косую винтовую полость, ограниченную торцевой крышкой 2 сверху и боковой стенкой, имеющей цилиндрическую вертикальную поверхность 7, верхней кромкой соединенную с крышкой 2, и коническую поверхность 8, верхней кромкой соединенную с цилиндрической поверхностью 7, а нижней со стенкой сепарационной камеры 1. Верхняя часть 9 боковой стенки входного патрубка 5, ближней к оси камеры 1, выполнена с наклоном к вертикали в том же направлении, что и нижняя часть 8 боковой стенки устройства 6 для ввода разделяемой смеси. Цилиндрическая поверхность 7 боковой стенки устройства для ввода разделяемой смеси выполнена с высотой, уменьшающейся до нуля по ходу движения потока. Коническая поверхность 8 плавно в направлении движения потока переходит в вертикальную цилиндрическую стенку 10 сепарационной камеры 1 на выходном участке и угол ее наклона b удовлетворяет условию 0<β<2α, где a угол наклона стенки бункера 3. Предпочтительно, чтобы угол b был равен углу a.

В другом варианте выполнения циклона-сепаратора бункер 3 может быть выполнен из двух усеченных конусов, ось верхнего из которых вертикальная, а ось нижнего расположена с отклонением от вертикали.

При работе смесь из текучей среды и твердых частиц подают в касательном направлении через входной патрубок 5 в косую винтовую полость, ограниченную, как сказано выше, боковой стенкой и торцевой крышкой 2. Под действием центробежной силы и силы тяжести происходит отделение твердых частиц от потока текучей среды, при этом твердые частицы затем удаляют через конический бункер 3 из циклона-сепаратора для дальнейшей обработки.

Использование: изобретение относится к области химического оборудования, а более точно к циклону-сепаратору для отделения твердых частиц от текучих сред, в частности цементного порошка от горячих газовых сред. Сущность изобретения: в циклоне, содержащем сепарационную камеру, конический бункер, входной патрубок, переходящий в устройство для ввода разделяемого потока, образующее косую винтовую полость, ограниченную торцевой крышкой сверху и боковой стенкой, имеющей цилиндрическую вертикальную и коническую поверхности. Цилиндрическая поверхность выполнена с высотой, уменьшающейся до нуля по ходу движения потока, коническая поверхность плавно в направлении движения потока переходит в вертикальную цилиндрическую стенку сепарационной камеры на выходном участке и угол ее наклона β удовлетворяет условию 0<β<2α, где α - угол наклона стенки бункера. Целесообразно угол β выполнять равным углу α, а бункер - из двух усеченных конусов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Циклон-сепаратор для отделения твердых частиц от текучих сред, в частности цементного порошка от горячих газовых сред, содержащий цилиндрическую сепарационную камеру с торцевой крышкой, конический бункер для удаления отделенных частиц в нижней части камеры, размещенный в крышке отвод очищенного потока, входной патрубок, переходящий в устройство для ввода разделяемого потока, встроенное в верхнюю часть сепарационной камеры таким образом, что оно образует косую винтовую полость, ограниченную торцевой крышкой сверху и боковой стенкой, имеющей цилиндрическую вертикальную поверхность, верхней кромкой соединенную с крышкой, и коническую поверхность, верхней кромкой соединенную с цилиндрической поверхностью, а нижней со стенкой сепарационной камеры, верхняя часть боковой стенки входного патрубка, ближней к оси камеры, выполнена с наклоном к вертикали в том же направлении, что и нижняя часть боковой стенки устройства для ввода разделяемой смеси, отличающийся тем, что цилиндрическая поверхность боковой стенки устройства для ввода разделяемой смеси выполнена с высотой, уменьшающейся до нуля по ходу движения потока, коническая поверхность плавно в направлении движения потока переходит в вертикальную цилиндрическую стенку сепарационной камеры на выходном участке, и угол ее наклона β удовлетворяет условию
0 < β < 2α,
где α - угол наклона стенки бункера. 2. Циклон-сепаратор по п.1, отличающийся тем, что угол β равен углу a.
3. Циклон-сепаратор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что бункер выполнен из двух усеченных конусов, ось верхнего из которых вертикальна, а ось нижнего расположена с отклонением от вертикали.