СЕПАРАЦИОННЫЙ ВИХРЕВОЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК B01D45/12 B04C3/06 

Изобретение относится к пылеочистным устройствам, работающим на принципе сепарации сухой пыли в спутных вихревых потоках газа. Применение возможно в любых процессах, требующих очистки от пыли.

Известны устройства, состоящие из цилиндрического корпуса, двух патрубков ввода газа с закручивателями потока, патрубка для отвода очищенного газа, подпорной шайбы и пылевого бункера.

При конструировании таких аппаратов одной из основных задач является решение проблемы нежелательного уноса пыли, что значительно снижает эффективность очистки.

Основной причиной уноса пыли из сепарационных вихревых пылеуловителей (СВП) являются всевозможные вихревые образования, которые могут возникать как на границе неудобообтекаемых поверхностей, так и в самом объеме взаимодействующих потоков первичного и вторичного газа.

В отношении первого фактора известны разработки (Патент Российской Федерации 2096070, кл. В 04 С 3/06, 1997) [1]; (Авторское свидетельство СССР 1627219, кл. В 01 D 45/12, 1991) [2], в которых так или иначе сделаны попытки по стабилизации скоростных полей в потоках, с целью ликвидации или хотя бы ослабления условий, способствующих возникновению паразитарных вихрей.

В данной заявке явления уноса пыли рассматриваются применительно только к способу раздачи вторичного газа через лопаточный завихритель.

Для упомянутых и других конструкций СВП существенным является отказ от сопловой раздачи в пользу лопаточных завихрителей. Объясняется это практически одной причиной: при сопловой раздаче формируется "рваное" поле скоростей по контуру вторичного потока в камере сепарации и этим самым создаются предпосылки возникновения вихревых шнуров, привносящих энергетический импульс частицам пыли.

Несомненно, положительный фактор перехода к раздаче через "розетку" с нашей точки зрения неполностью исчерпал возможности по устранению возникновения паразитарных течений.

Наиболее близким техническим решением является вихревой пылеуловитель (Патент Российской Федерации 2090268, кл. В 04 С 3/06, 1997) [3]; состоящий из цилиндрического корпуса, в нижней части которого располагается входной патрубок первичного потока со стабилизатором скоростей перед лопаточным завихрителем и подпорной шайбой, а в верхней - патрубок вторичного потока, лопаточный завихритель и патрубок для выхода очищенного газа. В приосевой зоне коаксиально входному патрубку вмонтирован цилиндрический обтекатель.

В известной конструкции имеется недостаток, существенно влияющий на формирование паразитарных вихрей.

Дело в том, что одной из основных идей при создании ВПУ было заложено условие плавного (невозмущенного) слияния двух вихревых потоков (отсюда тангенциальный подвод), в котором должны максимально проявляться только центробежные и инерционные силы. Если эти условия нарушаются, то возникают предпосылки образования вихревых возмущений, привносящих энергетический импульс частиц пыли.

Очевидно в рассматриваемом случае для создания упомянутых благоприятных условий при слиянии потоков в камере сепарации необходимо в первую очередь стабилизировать статическое давление и поле скоростей в камере давления перед лопаточным завихрителем. А это возможно сделать только путем увеличения сопротивления "розетки" и уменьшения до 5% соотношения площадей ее кольцевого канала и фронтальной площади камеры, в которую она вписана.

Однако первое условие повлечет за собой возможно нежелательное увеличение скорости истечения газа в камеру сепарации, а второе - увеличенные габариты камеры давления и, следовательно, удорожание всей конструкции ВПУ.

При существующем радиальном подводе вторичного газа в камеру давления очень сложно или практически невозможно выполнить все условия стабилизации в камере давления.

Целью изобретения является повышение эффективности пылеуловителя за счет устранения условий, способствующих возникновению паразитарных вихрей в камере сепарации, а также уменьшению и, следовательно, удешевлению конструкции ВПУ.

Указанная цель достигается тем, что камера давления с радиальным подводом газа замещается каналом равномерной раздачи, который монтируется по всему верхнему контуру лопаточного завихрителя вторичного потока газа.

Этим обеспечивается, во первых, равномерность поля статических давлений по всему кольцевому отверстию завихрителя, что позволяет выровнять поле скоростей на входе в "розетку"; а во вторых - уменьшить габариты ВПУ за счет устранения камеры давления.

Реализация предлагаемых мероприятий позволит уменьшить унос пыли с очищенным газом и, следовательно, повысить эффективность пылеулавливания.

На чертеже представлена схема продольного сечения вихревого пылеуловителя.

Вихревой пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, 1 в верхней части которого находятся лопатки завихрителя 2, выходной патрубок для вывода очищенного газа 3, стабилизирующий кольцевой канал равномерной раздачи вторичного газа 4 с патрубком для ввода вторичного потока. В нижней части корпуса 1 находится коаксиально расположенный стабилизатор 5, завихритель первичного потока 6 с подпорной шайбой 7, патрубок для ввода первичного запыленного потока газа со стабилизатором 8 и пылесборный бункер 9.

Запыленный поток газа поступает в камеру 1 через стабилизирующий канал 8 в завихритель 6, который формирует в камере 1 внутренний восходящий вихревой поток. Сверху через патрубок канала равномерной раздачи 4 и завихритель 2 формируется вторичный нисходящий вихревой поток того же газа. При взаимодействии этих циклонируемых в одном направлении потоков взвешенные частицы выпадают в бункер 9 через кольцевой зазор между подпорной шайбой 7 и стенкой камеры 1, очищенный газ поступает в выходной патрубок 3.

Сравнение с прототипом показывает, что заявленный сепарационный уловитель пыли имеет отличия в связи с установкой канала равномерной раздачи по верхнему контуру лопаточного завихрителя вторичного газа.

Таким образом, заявленный сепарационный пылеуловитель соответствует критерию "новизна".

Источники информации
1. Патент Российской Федерации 2096070, кл. В 04 С 3/06, 1997.

2. Авторское свидетельство СССР 1627219, кл. В 01 D 45/12, 1991.

3. Патент Российской Федерации 2090268, кл. В 04 С 3/06, 1997.

Изобретение предназначено для сухой инерционной очистки в спутных закрученных газовых потоках. Сепарационный пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого находится канал равномерного ввода вторичного потока, завихритель и патрубок для вывода потока очищенного газа; в нижней части - стабилизирующий патрубок для ввода потока запыленного газа, завихритель с подпорной шайбой и пылевой бункер. Новым в сепарационном уловителе является применение канала равномерной раздачи вторичного газа в лопатный завихритель, что позволяет стабилизировать поля скоростей и давление как на входе в "розетку", так и в начале сепарации. Эта стабилизация способствует устранению уноса пыли паразитарными вихрями и, следовательно, повышенной эффективности очистки. 1 ил.

Сепарационный вихревой пылеуловитель, состоящий из цилиндрического корпуса, в верхней части которого располагается патрубок для ввода вторичного потока, завихритель и коаксиальный выходной патрубок, а в нижней части - патрубок для ввода первичного запыленного потока, подпорная шайба и пылевой бункер, отличающийся тем, что он снабжен стабилизирующим кольцевым каналом равномерной раздачи, монтируемым по всему верхнему контуру лопаточного завихрителя вторичного потока газа.