Циклон-разделитель Советский патент 1983 года по МПК B04C5/14 

Изобретение относится к устройст BeiM для центробежного разделения газопьшевых потоков и может быть ис пользовано в химической, горной и других отраслях промьиипенности. Известно устройство, содержащее Цилиндрический корпус, центральный входной патрубок с закручивателем в верхней части и с соплом Лаваля в его нижней части, под которым установлены рассекающий элемент в виде конуса с расположенными на нем лопастями, и устройство для его перемещения, криволинейную направляющую с устройством для осевого ее перемещения, установленную в корпусе над соплом Лаваля (ij . , Недостатками устройства являют-,ся сложность конструкции и значительное гидравлическое сопротивление из-за наличия покровного устройства над лопастями и криволинейной нап равляющей, расположенной в корпусе :над соплом Лаваля, Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее, корпус, бункер-пыпесборник и установленные в верхней части корпуса патрубок для отвода очищенного газа и вихревую камеру, снабженную коническим днищем с цилиндрической насадкой с тангенциальным патрубком для ввода очищаемого газа, горизонтальную перегородку с окнами, проходное сече ние которых увеличивается пропорционально расстоянию от патрубка отвода очищаемого газа, и осадительную камеру J2 , Недостатками устройства являются низкая эффективность пылеулавливания тонкодисперсных частиц, а также резкое падение стабильности эффективности отделения твердых частиц пыли от потока газа при снижении расхода газового потока от расчетного значения. Кроме того, с повышением скорое ти газового потока эффективность пылеулавливания снижается за счет возникновения в осадительной камере вто ричного вихря. Цель изобретения - повышение эффективности улавливания тонкодисперс ных частиц при низком гидравлическом сопротивлении, а также стабилизация эффективности пылеулавливания при снижении расхода газового потока от расчетного значения за счет создания дополнительной центробежной силы на выходе из цилиндрической насадки. Поставленная цель достигается тем ,что циклон-разделитель снабжен закру чивателем, выполненным в виде размещенных по окружности на диске с кони ческим выступом в центре изогнутых лопастей, верхние входные края которых укреплены на нижнем торце цилинд рической насадки. При этом отношение высоты лопастей к внутреннему диаметру цилиндрической нас;1дки составляет не менее 1,1, а отношение наружного диаметра лопастей закручивателя к внутреннему диаметру цилиндрической нассщки составляет не менее 2,2. На фиг. 1 изображен циклон-разделитель, продольный разрез; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А -на фиг. 1; .-на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - результаты исследования завимимости гидравлического сопротивления аппарата /&Р от отношения высоты лопастей h к внутреннему диаметру цилиндрической насадки d| при постоянной скорости газового потока; на фиг. б - зависимость &Р от отношения наружного диаметра лопастей закручивателя 1ц к внутреннему диаметру цилиндрической насадки d. Циклон-разделитель содержит корпус 1 с коническим днищем 2, к которому прикреплен пыласборник 3 с затвором 4, камеру 5, установленную в верхней расти корпуса и снабженную тангенциальным патрубком б для выхода очищенного газового потока, перегородку 7 с окнами 8 для прохода газа, площадь сечения которых пропорциональна расстоянию их от выходного патрубка б, крьлику 9 камеры 5, вихревую камеру 10, снабженную конусным днищем 11, выходное отверстие которого соединено с цилиндрической насадкой 12, закручиватель,, выполненный в виде изогнутых лопастей 13, размещенных по окружности на диске 14 с коническим выступом 15 в центре и укрепленным на периферии усеченным конусом 15; вихревая камера 10 имеет танге 1циальный входной патрубок 17. Диклон-рв1зделитель работает следующим образом. Запыленный газовый поток через патрубок 17 вводится в вихревую камеру 10. Здесь под действием центробежной силы струя газа прижимается к стенкам и движется вдоль них по спирали. Вследствие вращательного движения потока давление в вихревой камере возрастает от оси к периферии, причем в центре существует зона пониженного давления - разрежение. Одновременно газовый поток в вихревой камере движется от периферии к центру по спирали Архимеда, захватывает частищл пыли и сносит их в зону разрежения, где они концентрируются в виде закрученного жгута. В коническся4 дн1аде 11 в результате возрастания скорости вращения газового потока интенсивность разделения потоков увеличивается, а в цилиндрической 12 процесс разделения стабилизируется. Сконцентрированные в осевой зоне частицы и дви-жущийся по периферии газовьЕй поток попадаиот в закручиватель с лопастями 13, верхние концы которых открыты. Твердые частицы оказываются в нижней час.тй закручивателя, а газовый поток, освобожденный от частиц, - в верхней части лопастей. Твердые час тицы, пройдя конический выступ 15 и лопасти 13 в их нижней части, под действием центробежной силы движутся к стенкам корпуса 1 по усеченному конусу 16, и, попадая в кольцевой канал, образованный стенкой корпуса и нижним основанием усеченного конуса 16, направляются в осадительную камеру, ограниченную корпусом 1, дйищем 2, диском 14 с усеченным конусом 15. При выходе газа из пространства между лопастями закручивателя в полость корпуса 1 линейная скорость газового потока падает, что способствует выд.елению тех тиц, которые могут быть захвачены газовым потоком при входе в закручиватель. Газовый поток, освобожденный от-частиц в закрученном состояНИИ, направляется вверх через окна 8 и перегородки 7 к выходнсл у патрубку 6.

Благодаря наличию .закручивателя в нижней части цилиндрической насадки Предотвращается пересечение газовой и твердой фаз, что способствует повышению степени очистки запылен-, ного газа, а также стабилизируется эффективность пылеулавливания при снижении расхода газа от расчетного значения. Кроме того, за счет отделения осадительной камеры от верхней

части циклона с помощью диска 14 и закрепленного на нем усеченного конуса 16 созданы условия, исключающие образование в осадительной камере вторичного вихря, что позволяет увеличить скорость движения газа в камере по сравнению с прототипе.

Исследования циклона-разделителя диаметром 180 мм показывают, что эффективность пылеулавливания фракции твердых частиц 5-20 мкм с концентрацией 20-30 г/м при скорости газового потока, равной 4-4,5 м/с, рассчитанной на полное поперечное сечение корпуса, составляет 92-96%.

С увеличением отношения высоты лопастей h к внутреннему диаметру цилиндрической насадки й гидравлическое сопротивление аппарата йР резко уменьшается, и при отношении практически остается постоянным. Исследования проводят на аппарате с цилиндрической насадкой дигшетром 36 мм и длиной 240 мм. Скорость газового потока в цилиндрической насадке в каждой серии опытов постоянна. Кривые на фиг. 5 даны при различных скоростях газа: 18-15,1 м/с, 19-17,9 м/с, 20-19,8 м/с, 21-21,8 м/с. С увеличением отношения наружноQ го диаметра лопастей d к внутреннему диаметру цилиндрической насадки с1ц гидравлическое сопротивление аппарата резко падает и при ад/а,2,2 становится практически постоянным. . В данной серии опытов скорость газо5 вого потока в цилиндрической насадке поддерживается постоянной - на фиг.6 кривые 22 - 17,9 м/с, 23 - 19,8 м/с и 24 - 21,8 м/с.

.1. ЦИКЛОН-РАЗДЕЛИТЕЛЬ по авт. св. 766652, отличающий с я тем, что, с целью повышения эффективности улавливания тонкодисперсных частиц при низком гидравлическом сопротивлении, а 7:|1кже стабилизации эффективности пылеулав ливания при снижении расхода газового потока от расчетного значения за счет создания дополнительной центробежной силы на выходе из цилиндрической насадки, он снабжен закручивателем, выполненным в виде.размещенных по окружности на диске с коническим выступом в центре изогнутых лопастей, верхние вход(ше края которых укреплены на нижнем торце цилиндрической насадки. 2. Циклон-разделитель по п. 1, отличающийся т&л, что отношение высоты лопастей к внутреннему диаметру цилиндрической насадки составляет не менее 1,1, а отношение наружного диаметра лопастей закручивател-я к внутреннему диаметру цилиндрической насадки составляет не менее 2,2.