Пылеотделитель Советский патент 1987 года по МПК B01D45/12 

Изобретение относится к технике очистки газов от диснерсных примесей, преимущественно в установках пневмотранспорта порошкообразных материалов.

Цель изобретения - повышение эффективности обеспыливания газа при высоких транспортных концентрациях частиц в потоке путем регулирования расхода газа через приемник и крутки потока в сепара- ционных элементах.

На фиг. 1 изображен пылеотделитель, обш.ий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пылеотделитель содержит криволинейную вихревую камеру 1 с патрубком 2 ввода и приемником 3, сообщаюцдихся между собой посредством окна 4 и ш,елей 5, 6, расположенных относительно друг друга нод углом 100-140°. В камере закреплен осевой патрубок 7 вывода очищенного газа и обечайка 8. Окно 4 и щели 5 и 6 снабжены шиберами 9, 10 и 11 для регулирования их проходных сечений. Патрубок 2 соединен с приемником 3.

Устройство работает следующим образом.

Транспортируемый дисперсный материал в патрубке 2 ввода под действием центробежных сил концентрируется у периферии и с частью газа поступает в приемник 3, где вследствие перегрузки и инерционных сил выделяется из потока. Газ с неотсепа- рированными частицами из патрубка 2 и приемника 3 поступает в вихревую камеру

1,где закручивается и выводится в радиаль- но-аксиальном направлении через патрубок 7 и по периферии через окно 4 в патрубок

2.При этом в ядре закрученного потока, находящегося между торцовыми пограничными слоями, радиальные скорости газа много меньше, чем в пограничных слоях, а центробежные силы в зоне у выходного патрубка и на границе вынужденного вихря максимальны, поэтому частицы, приходящие в область интенсивной крутки потока из погранслоев в аксиальном направлении, выходят в ядро и направляются на периферию камеры, откуда попадают в патрубок 2. В контуре патрубок 2 - приемник 3 - вихревая камера 1 - патрубок 2 формируется циркуляционный поток за счет эжекти- рующего действия, создаваемого шибером 9, причем величина этого потока регулируется положением шиберов 9, 10 и 11. Этот поток в зависимости от дисперсности и концентрации пыли, а также аутогезионных характеристик подбирается таким образом, чтобы он был достаточным для Бывр.да от- сепарированных частиц из вихревой камеры, сепарации в канале транспорта частиц в приемник, и был малым, чтобы не допустить вымывания пыли из приемника. Частицы, поступающие из канала патрубка в

вихревую камеру, проходят в два раза боль- газ в погранс. юе у торца и по поверхнос

15

20

25

37121

2

шее расстояние до окна 4, чем частицы, выходящие из приемника и расположенные ближе к поверхности камеры, что обеспечивает равновероятную возможность разгрузки потоков, поступающих из канала па- трубка и приемника при повыщенной концен трации мелкой пыли в этих потоках.

Указанный угол 100-140° расположения окна 4 по отношению к щелям 5 и 6 объясняется необходимостью обеспечения 10 достаточного времени сепарации частиц относительно линий тока газа, в патрубке 2, приемнике 3, вихревой камере 1 (чем больше угол, тем больше время сепарации).

Для того, чтобы частицы отсепарирова- лись в патрубке 2, время прохождения частиц при воздействии центробежных сил на них от окна 4 до щели, сообщающейся с приемником 3, должно быть меньше или равно времени прохождения газа от окна 4 до щели 5. В противном случае частицы попадут в камеру 1.

Аналогично для частицы, попавшей в приемник 3, необходимо время выхода ее из криволинейного потока газа за счет сил инерции при повороте потока.

Частицы, находящиеся на конце шибера 11, также должны иметь время прохождения пути до окна 4, а частицы, находящиеся на конце щибера 10 должны иметь еще большее время, чтобы достичь окна 4.

В реальном процессе, который носит вероятностный характер, в вихревой камере сильная турбулизация потока происходит в щелевых вводах потоков, так как около щелей наблюдается сильный градиент скоростей газа. Если щели поместить ближе к окну 4, т.е. угол между окном 4 и щелью 35 6 сделать меньше 100°, произойдет резкое уменьшение эффективности, так как частицы вместо того, чтобы войти в окно 4, размываются турбулентными пульсациями.

Если увеличить угол между окном 4 и 40 щелью 5 свыше 140°, эффективность также будет ниже. Это объясняется тем обстоятельством, что частицы выходят из щелевой зоны на периферию в сильно турбули- зированный поток и не по адают в окно 4.

Роль обечайки заключается в том, что 45 она ограждает зону формирования вынужденного вихря. Известно, что в вихревой камере в приосевой области формируется вынужденный вихрь, в котором газ вращается как твердое тело. Этот вихрь берет начало на торцовой поверхности. Там, где этот вихрь берет начало, имеет место интенсивное подтекание к нему газа в погран- слое (как у смерча), что приводит к повы- п енному уносу частиц (в .месте подтекания радиальные скорости газа больше, чем окружные). Если эту зону обтекания оградить, то подтекание будет происходить через зону интенсивного вращения газа, т.е.

30

50

55

ти обечайки, взаимодействуя с ядром потока, раскрутится, а затем с внутренней стороны обечайки уже с малым количеством частиц присоединится к вынужденному вихрю.

В вихревой камере на криволинейной поверхности за счет вихрей Тейлора - Гет- лера, газ отжимается к торцовым поверхностям и в пограничном слое у торцовых поверхностей движется в сторону оси. В ядре потока между этими слоями радиальные течения газа к оси незаметны по сравнению с радиальными течениями в погран- слоях. Около поверхностей обечайки и патрубка для вывода очищенного газа газ двигается навстречу в аксиальном направлении и раскручивается, взаимодействуя с ядром потока. Частицы переходят в ядро и перемещаются на периферию. При определенных соотношениях диаметров и д.тин патрубк-а вывода очищенного газа и обечайки этот процесс протекает наиболее интенсивно. Эти соотношения найдены из эксперимента.

Так, например, с увеличением заглубления патрубка очищенного газа запыленность очищенного газа уменьшается при фиксированных значениях размеров обечайки и с увеличением диаметра обечайки и величины ее заглубления, причем заметна тенденция к установлению постоянства запыленности при заглублении больще, чем на 1/3 ширины камеры. В диапазоне изменений заглубления обечайки (ширины) от 0,15 до 0,25 ширины камеры, а также увели/

чения ее диаметра запыленность очищенных газов уменьшается незначительно.

При заглублении осевого патрубка 7 вывода очищенного газа на 0,3-0,4 ширины камеры, обечайки на 0,15-0,25 ширины камеры и регулировании потоков положением шиберов запыленность на выходе из пыле- отделителя уменьшается в 5-10 раз.

10

Формула изобретения

Пылеотделитель, содержащий криволинейную вихревую камеру, приемник в ее нижней части, патрубок ввода, сообщающиеся между собой посредством щелей, осевой патрубок вывода очищенного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обеспыливания при высоких транспортных концентрациях частиц в потоке путем регулирования расхода газа через

0 приемник и регулирования крутки потока, в стенке камеры выполнено окно, сообц1аю- щееся с патрубком ввода, при этом щели и окно снабжены регулируемыми шиберами, а углы между радиусами, проходящи.ми через центры окна и щелей, составляют 100-140°, вихревая камера снабжена размещенной на ее торцовой стенке противоположно патрубку вывода и соосно ему обечайкой с диаметром, большим диаметра патрубка вывода и шириной 0,15-0,25 ши0 рины камеры, а осевой патрубок вывода очищенного газа заглублен в вихревую камеру на расстояние 0,3-0,4 ширины камеры.

/4

б

.5}H

)

фиг2

Составитель С. Горяйнова

Редактор М. ТовтииТехред И. ВересКорректор И. .Муска

Заказ 4073/9Тираж 656Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4,5 Производственно-полиграфическое преднриятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Изобретение относится к технике очистки газов от дисперсных примесей и позволяет повысить эффективность обеспыливания газа при высоких транспортных концентрациях частиц в потоке путем регулирования расхода газа через приемник и крутки потока в сепарационных элементах. Транспортируемый дисперсный материал в патрубке 2 ввода под действием центробежных сил концентрируется у периферии и с частью газа поступает в приемник 3, где выделяется из потока. Газ с неотсепариро- ванными частицами из патрубка 2 и приемника 3 поступает в вихревую камеру 1, где закручивается и выводится через патрубок вывода в радиально-аксиальном направлении и по периферии через окно 4 в патрубок 2. Величина потока регулируется положением шиберов 9, 10, 11. Повышение эффективности обеспыливания газа достигается благодаря тому, что в стенке камеры выполнено окно 4, сообщающееся с патрубком 2 ввода, при этом щели 5, 6 и окно 4 снабжены регулируемыми шиберами 9, 10, 11, а углы между радиусами, проходящими через центры окна и щелей, составляют 100-140°, вихревая камера 1 снабжена размещенной на ее торцовой стенке противоположно патрубку вывода и соосно ему обечайкой с диаметром, большим диаметра патрубка вывода и шириной 0,15-0,25 щирины камеры, а осевой патрубок вывода очищенного газа заглублен в вихревую камеру на расстояние 0,3-0,4 ширины камеры. 2 ил. (Л СО со o