ЦИКЛОН Российский патент 2005 года по МПК B04C5/12 

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является циклон из книги: “Справочник по пыле- и золоулавливанию под ред. А.А.Русанова, М., Энерго-атомиздат, 1983 г., с.63”, содержащий корпус с пылеотводящим патрубком, раскручиватель с винтообразной крышкой, входной и выходной патрубки, выполненные одинакового диаметра.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет отсутствия фильтрующего элемента, также большая металлоемкость и увеличенная виброакустическая активность аппарата в целом.

Технический результат изобретения - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.

Это достигается тем, что в циклоне, содержащем корпус с пылеотводящим патрубком, раскручиватель с винтообразной крышкой, входной и выходной патрубки, выполненные одинакового диаметра, на выходном патрубке закреплен фильтрующий элемент, выполненный в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария или в виде поверхности, образованной вращением вокруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например, П-образного профиля или полуокружности, причем гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15…25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.

На фиг.1 изображен общий вид циклона, на фиг.2 - вид сверху.

Циклон содержит корпус 5 с пылеотводящим патрубком 6, раскручиватель 1 с винтообразной крышкой 3, входной 4 и выходной 2 патрубки, причем на выходном патрубке закреплен фильтрующий элемент 7.

Циклон работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в циклон через патрубок 4, закручивается за счет раскручивателя 1 и винтообразной крышки 3 и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок корпуса 5 аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии, и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть корпуса 5, а затем в пылеотводящий патрубок 6 для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 2. При этом легкие, мелкодисперсные частицы пыли задерживаются на фильтрующем элементе 7, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 7 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме при следующих соотношениях основных конструктивных параметров предлагаемого устройства:

- отношение диаметра корпуса к диаметру пылеотводящего патрубка находится в оптимальном интервале величин: D/d₁=9,8…10,0;

- отношение диаметра входного патрубка к диаметру пылеотводящего патрубка, находится в оптимальном интервале величин: d/d₁=2,4…2,6;

- отношение высоты, измеряемой от оси входного патрубка до плоскости основания пылеотводящего патрубка, к межосевому расстоянию между входным и выходным патрубками находится в оптимальном интервале величин: h/h₁=5,7…5,9;

- отношение высоты, измеряемой от оси входного патрубка до плоскости основания пылеотводящего патрубка, к диаметру корпуса находится в оптимальном интервале величин: h/D=1,9…2,1;

- отношение расстояния, измеряемого от оси входного патрубка до оси корпуса, к расстоянию, измеряемому от оси выходного патрубка до оси корпуса, находится в оптимальном интервале величин: a₁/а₂=1,9…2,0.

Фильтрующий элемент 7 может быть выполнен в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария или в виде поверхности, образованной вращением вокруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например, П-образного профиля или полуокружности (т.е. в виде полусферы), что увеличивает его площадь фильтрации и звукопоглощения. Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15…25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.

Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия:

- детали циклона выполнены из конструкционных композиционных или полимерных материалов, например полиэтилена, капрона, полиуретана, с помощью литья, штамповки, формования;

- винтообразные элементы деталей циклона изготовлены способами пластической деформации, например выдавливания или накатки на оборудовании, имеющем винтообразное формообразующее движение;

- на винтообразные элементы деталей циклона и поверхности, контактирующие с запыленным газовым потоком, нанесен износостойкий слой, например, способами напыления или с применением гальванического оборудования;

- на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4);

- детали циклона выполнены армированными или слоистыми, причем поверхности слоев, соприкасаемые с движущимся газовым потоком, выполнены из материалов, обладающих повышенной износостойкостью и антифрикционными свойствами, а свойства материала арматуры подобраны из условия снижения виброакустической активности аппаратов;

- детали винтообразных поверхностей циклона выполнены армированными путем формования или заливки винтообразных износостойких элементов в корпусные детали или крышки.

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. Циклон содержит корпус с пылеотводящими патрубками, раскручиватель с винтообразной крышкой, входной и выходной патрубки, выполненные одинакового диаметра. На выходном патрубке закреплен фильтрующий элемент, выполненный в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария. Фильтрующий элемент может быть выполнен в виде поверхности, образованной вращением вкруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например, П-образного профиля или полуокружности. Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15-25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами. Технический результат: повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Циклон, содержащий корпус с пылеотводящим патрубком, раскручиватель с винтообразной крышкой, входной и выходной патрубки, выполненные одинакового диаметра, отличающийся тем, что на выходном патрубке закреплен фильтрующий элемент, выполненный в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария или в виде поверхности, образованной вращением вокруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например П-образного профиля или полуокружности, причем гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15÷25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что отношение диаметра корпуса к диаметру пылеотводящего патрубка находится в оптимальном интервале величин D/d₁=9,8÷10,0.3. Циклон по п.1, отличающийся тем, что отношение диаметра входного патрубка к диаметру пылеотводящего патрубка находится в оптимальном интервале величин d/d₁=2,4÷2,6.4. Циклон по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты, измеряемой от оси входного патрубка до плоскости основания пылеотводящего патрубка, к межосевому расстоянию между входным и выходным патрубками находится в оптимальном интервале величин h/h₁=5,7÷5,9.5. Циклон по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты, измеряемой от оси входного патрубка до плоскости основания пылеотводящего патрубка, к диаметру корпуса находится в оптимальном интервале величин h/D=1,9÷2,1.6. Циклон по п.1, отличающийся тем, что отношение расстояния, измеряемого от оси входного патрубка до оси корпуса, к расстоянию, измеряемому от оси выходного патрубка до оси корпуса, находится в оптимальном интервале величин a₁/а₂=1,9÷2,0.7. Циклон по п.1, отличающийся тем, что детали циклона выполнены из конструкционных композиционных или полимерных материалов, например полиэтилена, капрона, полиуретана, с помощью литья, штамповки, формования.8. Циклон по п.1, отличающийся тем, что винтообразные элементы деталей циклона изготовлены способами пластической деформации, например выдавливания или накатки на оборудовании, имеющем винтообразное формообразующее движение.9. Циклон по п.1, отличающийся тем, что на винтообразные элементы деталей циклона и поверхности, контактирующие с запыленным газовым потоком, нанесен износостойкий слой, например способами напыления или с применением гальванического оборудования.10. Циклон по п.1, отличающийся тем, что на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин 1/(2,5÷4).11. Циклон по п.1, отличающийся тем, что детали циклона выполнены армированными или слоистыми, причем поверхности слоев, соприкасаемые с движущимся газовым потоком, выполнены из материалов, обладающих повышенной износостойкостью и антифрикционными свойствами, а свойства материала арматуры подобраны из условия снижения виброакустической активности аппаратов.12. Циклон по п.1, отличающийся тем, что детали винтообразных поверхностей циклона выполнены армированными путем формования или заливки винтообразных износостойких элементов в корпусные детали или крышки.