ВИХРЕВОЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК B04C3/06 B01D45/12 

Изобретение относится к устройствам сухой инерционной очистки запыленного газа в спутных закрученных потоках и может быть использовано в любых технологических процессах, сопровождающихся пылевыделением.

Известны конструкции устройств сухой инерционной очистки газа во встречных закрученных потоках или вихревых пылеуловителей (ВПУ), включающих цилиндрический корпус, два патрубка для ввода газа (верхний и нижний) с закручивателями потока, патрубок вывода очищенного газа, подпорную (отбойную) шайбу и пылевой бункер (см. Авторское свидетельство СССР N 1524930, кл. B 04 C 3/06, 1989 [1]; Авторское свидетельство СССР N 975097, кл. B 04 C 3/06, 1982 [2]; Авторское свидетельство СССР N 1233948, кл. B 04 C 3/06, 1986 [3]; Авторское свидетельство СССР N 731993, кл. B 01 D 45/12, 1980 [4]; Авторское свидетельство СССР N 1627219, кл. B 01 D 45/12, 1991 [5]).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств, относится то, что для всех перечисленных выше ВПУ характерен единый способ подачи первичного запыленного газа в сепарационную камеру, при котором газ, проходя через изогнутый участок канала, изменяет направление своего движения на 90^o непосредственно перед входом в завихритель. При этом в связи с двухзональным вихреобразованием искажается поле скоростей и, следовательно, поле концентраций. Это искажение сохраняется по форме и в потоке газа, выходящего из завихрителя в камеру сепарации, и является причиной образования паразитарных вихрей, разрушающих стабильность вихреобразования первичного потока запыленного газа. Этот недостаток устранен в прототипе.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является сепарационный пылеуловитель, включающий цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальным патрубком для ввода вторичного потока газа, завихрителем и осевым патрубком для вывода очищенного потока газа, а в нижней части патрубком для ввода первичного запыленного потока газа с цилиндрическим обтекателем и лопаточным закручивателем, отбойной шайбой и пылевым бункером (см. Патент РФ N 2090268, кл. B 04 C 3/06, B 01 D 45/12, 1995 [6]), принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что это устройство в зоне формирования вторичного потока имеет неудобообтекаемые тела в виде кромок углов контура, по которому растекается поток. Возникновение всевозможных вихревых образований (как правило, нежелательных) является следствием струйного отрыва турбулентного потока с поверхности неудобообтекаемого тела. Особенно это характерно для начального участка формирования вторичного потока в камере сепарации, сразу после закручивателя. Именно в этой области возможно возникновение возмущений, поскольку здесь наиболее высокие скорости и, следовательно, наиболее ощутимо проявление сопротивления, которое пропорционально динамическому давлению.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Одной из основных задач при проектировании ВПУ является повышение эффективности очистки за счет снижения уноса пыли с очищенным газом. Унос пыли, в свою очередь, является следствием образования паразитарных вихрей в сепарационной камере.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, - повышение эффективности пылеулавливания, как следствие, ликвидации паразитарных вихрей в сепарационной камере.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что
ВПУ, включающий цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальным патрубком для ввода вторичного потока газа, лопаточным завихрителем и осевым патрубком для вывода очищенного потока газа, а в нижней части патрубком для ввода первичного запыленного потока газа со стабилизатором потока, цилиндрическим обтекателем, лопаточным завихрителем, подпорной шайбой и пылевым бункером,
имеет особенность, которая заключается в том, что цилиндрический корпус и патрубок для вывода очищенного потока газа содержат стабилизирующие обводы угловых сопряжений в зоне образования вторичного потока газа, выполненные по контуру лемнискаты с условным радиусом минимальной кривизны не менее 0,1 диаметра патрубка для вывода потока очищенного газа.

Реализация предлагаемых мероприятий позволит устранить неудобообтекаемые поверхности в зоне образования вторичного потока газа путем придания им удобообтекаемой формы. Это позволит стабилизировать поле скоростей во вторичном потоке газа после завихрителя и тем самым избавиться в этой области сепарационной камеры от нежелательных паразитарных вихрей, что приведет к уменьшению уноса пыли с очищенным газом и, следовательно, повысит эффективность пылеулавливания.

На фиг. 1 представлена схема продольного сечения ВПУ; на фиг. 2 - схема стабилизирующего обвода угловых сопряжений.

ВПУ содержит цилиндрический корпус 1, в верхней части которого находятся стабилизирующие обводы угловых сопряжений 2, выполненные по контуру лемнискаты с условным минимальным радиусом кривизны R, патрубок для вывода очищенного газа 3, имеющий диаметр D, патрубок подвода вторичного потока газа 4, лопаточный завихритель 5. В нижней части цилиндрического корпуса 1 находится коаксиально расположенный цилиндрический обтекатель 6, завихритель первичного потока газа 7, подпорная шайба 8, патрубок первичного потока газа со стабилизатором потока 9 и пылесборный бункер 10.

Первичный поток газа поступает в сепарационную камеру 1 через патрубок со стабилизатором потока 9 в лопаточный завихритель 7, который формирует в сепарационной камере 1 внутренний восходящий вихревой поток. Сверху поток того же газа направляется через патрубок 4 в лопаточный завихритель 5, где формируется вторичный нисходящий вихревой поток, который поступает в сепарационную камеру 1, проходя при этом через стабилизирующий обвод углового сопряжения 2. При взаимодействии этих циклонируемых в одном направлении потоков газа взвешенные частицы выпадают в пылевой бункер 10 через кольцевой зазор между подпорной шайбой 8 и цилиндрическим корпусом 1, а очищенный газ поступает в выходной патрубок 3, проходя при этом через стабилизирующий обвод углового сопряжения 2.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1524930, кл. B 04 C 3/06, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР N 975097, кл. B 04 C 3/06, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР N 1233948, кл. B 04 C 3/06, 1986.

4. Авторское свидетельство СССР N 731993, кл. B 01 D 45/12, 1980.

5. Авторское свидетельство СССР N 1627219, кл. B 01 D 45/12, 1991.

6. Патент РФ N 2090268, кл. B 04 C 3/06, В 01 D 45/12, 1995.

Изобретение предназначено для сухой инерционной очистки запыленного газа в спутных закрученных потоках и может быть использовано в любых технологических процессах, сопровождающихся пылевыделением. В вихревом пылеуловителе, включающем цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальным патрубком для ввода вторичного потока газа, лопаточным завихрителем и осевым патрубком для вывода очищенного потока газа, а в нижней части патрубком для ввода первичного запыленного потока газа со стабилизатором потока, цилиндрическим обтекателем, лопаточным завихрителем, подпорной шайбой и пылевым бункером, применяются стабилизирующие обводы угловых сопряжений, выполненные по контуру лемнискаты с условным радиусом минимальной кривизны не менее 0,1 диаметра патрубка для вывода потока очищенного газа. В устройстве обеспечивается повышение эффективности пылеулавливания, как следствие ликвидация паразитарных вихрей в сепарационной камере в области формирования вторичного потока газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вихревой пылеуловитель, включающий цилиндрический корпус с расположенными в верхней части патрубком для ввода вторичного потока газа, лопаточным завихрителем и осевым патрубком для вывода очищенного потока газа, а в нижней части - патрубком для ввода первичного запыленного потока газа со стабилизатором потока, цилиндрическим обтекателем, лопаточным завихрителем, подпорной шайбой и пылевым бункером, отличающийся тем, что цилиндрический корпус и патрубок для вывода очищенного потока газа содержит стабилизирующие обводы угловых сопряжений в зоне образования вторичного потока газа. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стабилизирующие обводы угловых сопряжений выполнены по контуру лемнискаты с условным радиусом минимальной кривизны не менее 0,1 диаметра патрубка для вывода потока очищенного газа.