ЦИКЛОН Российский патент 1997 года по МПК F02M35/22 B04C5/02 B01D45/04 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к двигателестроению, и может быть использовано в воздухоочистителях для двигателей внутреннего сгорания или для очистки от пыли вентиляционных выбросов различных производств.

Известен циклон, содержащий инерционный аппарат, цилиндрический корпус с патрубком отсоса и центральной отводной трубой [1]
Недостатком этого аппарата является низкая эффективность из-за недостаточной ориентации газового потока за инерционным аппаратом.

Наиболее близким к предлагаемому является циклон, содержащий инерционный аппарат, цилиндрический корпус с патрубком отсоса и центральной отводной трубой с установленным на ней коническим направляющим стаканом и снабженной дополнительным завихрителем в виде изогнутых лопаток [1]
Данный циклон позволяет несколько повысить эффективность за счет улучшения ориентации газового потока за инерционным аппаратом и дополнительного осаждения пыли в дополнительном завихрителе, однако она остается недостаточно высокой из-за возможности проскока без осаждения твердых частиц с высокой кинетической энергией из-за неоптимальной конфигурации лопаток дополнительного завихрителя.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы циклона.

Поставленная задача решается тем, что в циклоне, содержащем инерционный аппарат, цилиндрический корпус с патрубком отсоса и центральной отводной трубой с установленным на ней коническим направляющим стаканом и снабженной дополнительным завихрителем, выполненным в виде изогнутых лопаток, согласно изобретению, направляющий стакан жестко соединен с дополнительным завихрителем и установлен на отводной трубе с возможностью вращения, причем лопатки дополнительного завихрителя выполнены S-образными и установлены с шагом по окружности меньше высоты их профиля, но больше их толщины.

Предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения предусмотрено размещение входного конца отводной трубы внутри просвета дополнительного завихрителя и выполнение этого участка с радиальными окнами.

На фиг.1 показан общий вид циклона, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Циклон содержит инерционный аппарат, выполненный, например, в виде тангенциально установленного в верхней части цилиндрического корпуса 1 входного патрубка 2, установленные под корпусом 1 сборные емкости 3 и 4 для осажденных механических примесей с патрубками отсоса 5 и 6 соответственно, центральную отводную трубу 7 с установленным на ней с возможностью вращения, например, в подшипнике 8 конически направляющим стаканом 9, жестко соединенным с дополнительным завихрителем, выполненным в виде S-образных лопаток 10, установленных с шагом по окружности меньше высоты их профиля h, но больше их толщины Δ.

В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения входной конец отводной трубы 7 размещен внутри просвета 11 дополнительного завихрителя и выполнен с радиальными окнами 12.

Циклон работает следующим образом. Под действием разрежения, создаваемого двигателем, или напора, создаваемого насосом, воздух с частицами пыли поступает во входной патрубок 2, из которого тангенциально корпусу 1 попадает в кольцевой зазор между корпусом 1 и направляющим стаканом 9, который благодаря конической форме препятствует перемещению газового потока к оси корпуса 1, а направляет его к дополнительному завихрителю. При движении воздуха по спирали вниз в указанном зазоре наиболее крупные частицы пыли и жидкости оседают на стенке корпуса 1 и осыпаются вниз в сборную емкость 3, откуда периодически или непрерывно удаляются через патрубок отсоса 5.

Далее газовый поток поступает в пространство между S-образными лопатками 10 дополнительного завихрителя, шаг P между которыми меньше высоты h профиля, но больше толщины D выбран из условия невозможности сквозного проскока через зазор между лопатками 10 без двукратного изменения направления движения, т.е. каждая частица пыли должна успеть провзаимодействовать с лопаткой 10 по крайней мере дважды, а в своем слое трижды, что увеличивает вероятность ее осаждения и повышает эффективность работы циклона.

Кроме того, крепление направляющего стакана 9 с дополнительным завихрителем на отводной трубе 7 с возможность вращения в подшипнике 8 приводит к тому, что газовый поток, вращая дополнительный завихритель совместно с направляющим стаканом 9, теряет часть кинетической энергии за счет совершения работы, что также повышает вероятность осаждения оставшихся в газовом потоке частиц пыли и повышает эффективность работы циклона. Осажденные лопатками 10 дополнительного завихрителя частицы пыли осыпаются в сборную емкость 4 и постоянно или периодически удаляются из нее через патрубок отсоса 6. Очищенный газовый поток выводится из циклона через центральную отводную трубу 7.

Размещение входного конца отводной трубы 7 в просвете 11 дополнительного завихрителя и выполнение на нем радиальных окон 12 дополнительно повышает эффективность очистки за счет исключения подпора в верхней части дополнительного завихрителя при удалении очищенного газового потока с различных уровней через окна 12 в центральную отводную трубу 7.

Экспериментальная проверка показала, что предлагаемый циклон по сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность осаждения пыли на 35-42% что при использовании его на двигателях внутреннего сгорания повышает ресурс их работы за счет уменьшения механического износа поршней и цилиндров, уменьшить частоту смены поршневых колец и клапанов газораспределительного механизма.

Использование: в воздухоочистителях для двигателей внутреннего сгорания или для очистки от пыли вентиляционных выбросов различных производств. Сущность изобретения: циклон содержит инерционный аппарат, цилиндрический корпус с патрубком отсоса и центральной отводной трубой с установленным на ней с возможностью вращения коническим направляющим стаканом, жестко соединенным с дополнительным завихрителем, лопатки которого выполнены S-образными. В предпочтительном варианте входной конец отводной трубы расположен внутри просвета дополнительного завихрителя и выполнен с радиальными окнами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Циклон, содержащий инерционный аппарат, цилиндрический корпус с патрубком отсоса и центральной отводной трубой с установленным на ней коническим направляющим стаканом и снабженной дополнительным завихрителем, выполненным в виде изогнутых лопаток, отличающийся тем, что направляющий стакан жестко соединен с дополнительным завихрителем и установлен на отводной трубе с возможностью вращения, причем лопатки дополнительного завихрителя выполнены S-образными и установлены с шагом по окружности меньше высоты их профиля, но больше их толщины. 2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что входной конец отводной трубы размещен внутри просвета дополнительного завихрителя и выполнен с радиальными окнами.