Циклон Российский патент 2023 года по МПК B01D45/16 B04C5/08 

Изобретение относится к аппаратам для очистки запыленного газа и может быть использовано в машиностроительной, химической, нефтехимической, металлургической, горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки дымовых газов и вентиляционных выбросов.

Известен циклон, содержащий цилиндрическую и коническую часть корпуса, тангенциальный входной патрубок, выхлопную трубу и бункер [1]. Наиболее близким к предлагаемому является циклон, содержащий тангенциальный входной и осевой выходной патрубки, нижнюю коническую часть корпуса, бункер, цилиндроконический корпус с крышкой, выполненной в виде винтовой поверхности [2].

Недостатками работы обеих конструкций являются:

- недостаточная эффективность очистки запыленного газа, обусловленная вторичным уносом пыли, возникающим из-за слишком большого угла конусности нижней конической части;

- большое гидравлическое сопротивление.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является уменьшение гидравлического сопротивления и повышение эффективности очистки циклона за счет оптимизации движения газа в конической части корпуса циклона и в области пылеотводящего отверстия навстречу выделяющейся пыли.

Технический результат достигается тем, что циклон, включающий корпус с крышкой, тангенциальный входной патрубок, выхлопной патрубок и пылесборник, причем цилиндрическая часть корпуса плавно переходит в однополостный гиперболоид вращения, при этом высота цилиндрической части корпуса H_ц=(2-2,4)D, высота однополостного гиперболоида вращения H_огв=(1,4-1,8)D, где D - диаметр цилиндрической части корпуса.

Технический результат достигается также тем, что диаметр горловины однополостного гиперболоида вращения d=(0,25-0,35)D, диаметр конфузора однополостного гиперболоида вращения D_K=D, а отношение диаметра горловины к диаметру диффузора однополостного гиперболоида вращения d/D_д=(0,65-0,75), длина конфузора однополостного гиперболоида вращения L_к=0,9Н_огв, а длина диффузора однополостного гиперболоида вращения L_диф=0,1Н_огв

Данные геометрические параметры циклона определены экспериментально.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен корпус циклона, а на фиг. 2 представлен общий вид циклона.

Циклон состоит из корпуса, включающего в себя цилиндрическую часть, переходящую в однополостный гиперболоид вращения 1, тангенциального входного патрубка 2, выходного патрубка 3, пылесборника 4, крышки-люка 5.

Циклон работает следующим образом: запыленный газ попадает через тангенциальный входной патрубок 2 в цилиндрическую часть корпуса 1, получая при этом вращательное движение. В результате этого под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенке циклона и вместе с частью газов попадают в бункер 4 с крышкой 5. Часть газов, попавших в бункер и освободившихся от пыли, возвращается в циклон через горловину однополостного гиперболоида вращения, давая начало внутреннему вихрю очищенного газа, покидающего аппарат через выходной патрубок 3. Отделение частиц от попавших в бункер газов происходит при перемене направления движения газов на 180 градусов под действием сил инерции.

Испытания разработанного циклона диаметром D=300 мм показали, что при скорости газа в цилиндрической части корпуса циклона W_г=3,5 м/c степень очистки выбросов от зерновой пыли (медианный размер частиц d_m=10 мкм, среднее квадратическое отклонение в функции данного распределения lg σ_ч=0,301, плотность ρ=780 кг/м³) составила η=79%. При этом рассчитанная по методике [1] степень очистки от пыли с такими же параметрами в прототипе составила η=74%. Рассчитанный по результатам замеров коэффициент гидравлического сопротивления разработанного циклона имеет значение ξ=151, коэффициент гидравлического сопротивления прототипа по справочным данным [1] имеет значение ξ=163.

Список использованных источников:

1. Алиев, Г.М. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов [Текст]: учеб. пособие / Г.М. Алиев. - М.: Металлургия, 1989. - 543 с.

2. Патент США № 3883332, кл. В01D 45/12, 1971 г.

Изобретение относится к аппаратам для очистки запыленного газа и может быть использовано, например, в машиностроительной, химической, нефтехимической, металлургической, горнодобывающей и строительной отраслях промышленности. Циклон включает в себя корпус с крышкой, тангенциальный входной патрубок, выхлопной патрубок и пылесборник. Цилиндрическая часть корпуса плавно переходит в однополостный гиперболоид вращения, состоящий из конфузора, горловины и диффузора. Высота цилиндрической части корпуса составляет 2-2,4 диаметра цилиндрической части, высота однополостного гиперболоида вращения составляет 1,4-1,8 диаметра цилиндрической части корпуса. Технический результат заключается в увеличении эффективности очистки запыленного газа и снижении гидравлического сопротивления аппарата. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Циклон, включающий корпус с крышкой, тангенциальный входной патрубок, выхлопной патрубок и пылесборник, отличающийся тем, что цилиндрическая часть корпуса плавно переходит в однополостный гиперболоид вращения, при этом высота цилиндрической части корпуса H_ц=(2-2,4)D, высота однополостного гиперболоида вращения H_огв=(1,4-1,8)D, где D - диаметр цилиндрической части корпуса.

2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что диаметр горловины однополостного гиперболоида вращения d=(0,25-0,35)D, диаметр конфузора однополостного гиперболоида вращения D_K=D, а отношение диаметра горловины к диаметру диффузора однополостного гиперболоида вращения d/D_д=(0,65–0,75), длина конфузора однополостного гиперболоида вращения L_к=0,9 Н_огв, а длина диффузора однополостного гиперболоида вращения L_диф=0,1 Н_огв.