Циклон Советский патент 1986 года по МПК B04C5/181 

Изобретение относится к пылеулавливанию, а более конкретно к сухим возвратно- поточным циклонам цилиндроконической формы, и может быть использовано в системах аспирации и газоочистки в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности пылеулавливания путем ликвидации вторичного уноса пыли из нижней части корпуса и полости бункера.

На фиг. 1 схематично изображен пред- лагаемый циклон с вставкой, а также структура вторичных течений в полости корпуса и бункера; на фиг. 2 - зависимости относительной эффективности очистки запыленного воздуха в циклонах от относительного диаметра горловой окружности и относительной высоты вставки при заполненном пылью бункере.

Циклон содержит цилиндроконический корпус 1, входной патрубок 2, выхлопную трубу 3, бункер 4, пылевыпускное отверстие 5. По оси циклона в нижней части корпуса и верхней части бункера установлена сплошная вставка 6, представляющая собой поверхность вращения, расширяющуюся вверх и вниз от пылевыпускного отверстия. Данная поверхность по своей форме соответствует форме поверхности нулевых осевых скоростей {Wz + 0}, заключенной между поверхностями нулевых радиальных скоростей (ш/-5 4 О и Wf6 0) в нижней части корпуса 1 циклона и полости бункера 4, при этом вставка может быть выполнена в форме гиперболоида вращения, при этом диаметр горловой окружности вставки (с((,)и диаметр пылевыпускного отверстия (dn) связаны соотношением db/dn 0,60-0,67, высота вставки (hi) равна расстоянию между ука занными юверхностями нулевых радиальных скоростей и определяется из соотношения hb/ht 0,57-0,60, где ht- высота конической части корпуса циклона, а диаметр верхнего и нижнего оснований вставки (do) и диаметр ее горловой окружности (db) связаны соотношением db/da 0,33-0,36.

Циклон работает следующим образом.

Запыленный газовый поток вводится тангенциально в корпус 1 циклона через входной патрубок 2. Под действием центро- бежных сил в цилиндрической части корпуса 1 циклона происходит отделение частиц пыли на стенку. Они движутся далее винтообразно в виде пылевого шнура нисходящи

5

0

5 0

5

0

ми вторичными течениями вниз по стенке нижней части корпуса 1 циклона.

В нижней части корпуса 1 циклона между его стенкой и вставкой 6 вращения независимо от уровня заполнения бункера 4 активизируются нисходящие течения (), транспортирующие пылевой шнур через кольцевое сечение пылевыпускного отверстия 5, и ликвидируются радиальные течения, направленньЕе к оси (). При этом вставка занимает собой только область восходящего потока и не препятствует движению нисходящих течений в кольцевом сечении пылевыпускного отверстия 5. Она отделяет также полость корпуса 1 от полости бункера 4, поэтому восходящий осевой вихрь начинает свое движение не с поверхности отложившейся пыли в бункере 4, а с верхней плоскости вставки 6. В результате ликвидации радиальных течений в нижней части корпуса 1 и полости бункера 4 практически полностью устраняется вторичный унос из указанных областей циклона и значительно уменьшаются выбросы пыли в атмосферу.

Теоретические исследования течения газа в полости циклона с бункером, проведенные с помощью ЭВМ на модели винтового потока, показали, что структура вторичных течений (линий тока %гг) const) и форма ядра вихря при установке в пылевыпускном отверстии вставки, например, в форме одно- полостного гиперболоида вращения перестраивается в процессе заполнения бункера оптимальным образом. В этом случае независимо от уровня заполнения бункера и благодаря возникновению вокруг вставки дополнительного пылевого циркуляционного кольца № 3 сохраняется активность нисходящих течений м) и ликвидируются радиальные течения, направленные к оси ш,0.

Зондовые исследования вторичных течений предлагаемого циклона подтвердили результаты теоретических расчетов об улучшении аэродинамических условий сепарации пыли при установке предлагаемой вставки.

Сравнение коэффициентов пылеулавливания циклона с вставкой () и циклона без вставки {г) показало, что эффективность циклона со вставкой всегда выше. Установка вставки в полости циклона обеспечивает уменьшение вторичного уноса пыли в 3,0- 5,0 и уменьшение выбросов пььти в атмосферу в 1,5-2,0 раза. Сопротивление циклона при этом не изменяется.

%/г

i,WO

1,075

1,050

1.025

1.000

0.1 0.2 0,3 0, 0,5 0,6 0.7

Фиг. 2

dbl(in 0,60-0,67

dbldn-0,33-0,60

di,.67-0.eff