Сепаратор Советский патент 1991 года по МПК B04C3/00 B01D45/12 

Фиг.1

Изобретение относится к устройствам для очистки потока газа от твердых и жидких частиц и может быть использовано в отраслях промышленности, эксплуатирующих пневмоприводы, пневмоустройства, а также использующих в технологических процессах воздух и другие газы.

Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления аппарата при переменных расходах газа в пневмосети путем регулирования длины активной зоны сепарации.

На фиг. 1 изображен сепаратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -- разрез Б-Б на фиг. 1.

Сепаратор содержит бункер 1, входной патрубок 2 с регулятором 3 скорости потока на входе, сепарационную камеру 4, выполненную из двух несоосных полуцилиндров: верхнего - большего и нижнего - меньшего диаметров, размещенных так, что между ними образуются щелевые зазоры 5 и 6 вывода отсепарированных жидких и твердых частиц и возврата газа, вышедшего вместе с ними, выходной патрубок 7, патрубок 8 для удаления отсепарированных частиц. В бункере сепаратора размещена поперечная перегородка 9 с дополнительным патрубком 10, имеющим продольные лопатки.

Сепаратор снабжен винтами 11 для продольного перемещения перегородки 9 и цепной передачей для обеспечения синхронного вращения винтов 11.

В качестве завихрителя в предлагаемом сепараторе используют известный камерный завихритель с простым тангенциальным подводом газа, состоящий из цилиндрического канала (в нашем случае являющегося продолжением сепарационной камеры) и входного патрубка прямоугольной формы, установленного по касательной к окружности цилиндрического канала.

Регулятор 3 скорости потока расположен во входном патрубке завихрителя и представляет собой заслонку с задающим элементом. Задача регулятора - поддерживать при колебаниях расхода в системе постоянную скорость на входе.в цилиндрический канал завихрителя. Это достигается изменением площади щелевого отверстия, образованного заслонкой регулятора скорости и стенкой входного патрубка.

Скорость газа на входе в цилиндрический канал завихрителя определяет его окружную составляющую при винтовом движении потока внутри сепарационной камеры, а следовательно, и центробежную силу инерции, под действием которой капли движутся к стенкам. Уменьшение расхода в пневмосети снижает скорость газа и ее окружную составляющую и ухудшает эффективность сепаратора, что недопустимо.

Установка регулятора скорости обеспечивает постоянство окружности скорости

при колебаниях расхода газа, а следовательно, сохраняет эффективность сепарации. В этом случае уменьшение расхода приводит к уменьшению только осевой составляющей скорости, т.е. газ перемещается по оси сепаратора с меньшей скоростью, а витки спиралей располагаются плотнее.

Сепаратор работает следующим образом.

Загрязненный газ, содержащий жидкие

и твердые частицы, поступает во входной

патрубок 2, где регулятором 3 тангенциальная скорость потока поддерживается постоянной независимо от расхода в пневмосети путем изменения заслонкой с упругим элементом специальной конструкции проходного сечения. Затем поток движется в сепарационной камере 4 по спирали, при этом жидкие и твердые частицы под действием центробежных сил вращающегося потока отбрасываются к стенкам сепарационной камеры 4 и образуют пленку, которая из активной зоны сепарации выводится через щелевой зазор 5 в бункер 1, а затем через патрубок 8 - наружу.

Газ, вышедший из сепарационной камеры 4 вместе с отсепарированными жидки- 5 ми и твердыми частицами, возвращается через щелевой зазор 6.

Длина активной зоны сепарации зависит- от расхода в пневмосети. Так как длина сепаратора рассчитана на максимальный расход, то при меньших расходах в пневмосети для 0 уменьшения гидравлических потерь активная зона сепарации ограничена поперечной перегородкой 9 с дополнительным патрубком 10, что позволяет восстановить часть потенциальной энергии (давление, напор) из части неиспользованной кинетической энер- 5 гии вращающегося потока.

Перемещение поперечной перегородки 9 с патрубком 10 происходит с помощью синхронного вращения винтов 11, осуществляемого цепной передачей. Внешний диаметр Q патрубка 10 равен внутреннему диаметру меньшего полуцилиндра, образующего сепарационную камеру 4. Поэтому патрубок 10 перекрывает нерабочую часть щелевых зазоров 5 и 6 за поперечной перегородкой 9. Тем самым за перегородкой полностью уст- 5 раняется контакт газа в сепарационной камере 4 с газом в бункере 1 и исключается энергообмен между ними, а это снижает гидравлические потери в сепараторе.

Кроме того, благодаря продольным радиальным лопаткам в патрубке 10 вращение 0 газа прекращается и часть напора восстанавливается.

Экспериментальные исследования показали, основным преимуществом предлагаемого устройства является по сравнению с известным снижение гидравлического сопротивления на 10-15% при переменных расходах за счет ограничения зоны активной сепарации и восстановления части неиспользуемой энергии (в интервале оптимальных скоростей сепаратора 10-20 м/с). При этом эффективность улавливания в рабочем диапазоне практически не снижается.

Формула изобретения

1. Сепаратор, содержащий горизонтальную сепарационную камеру, выполненную из двух полуцилиндров, верхнего - большего и нижнего - меньшего диаметров, с образованием между ними щелевых зазоров, входной патрубок, выходной патрубок очищенного газа, бункер с патрубком для удаления отсепарированных частиц, отличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления при переменных расходах газа в пневмосети за счет регулирования дли0

5

ны активной зоны сепарации, он снабжен размещенным во входном патрубке регулятором скорости потока, установленной в бункере с возможностью перемещения поперечной перегородки с прикрепленным к ней дополнительным патрубком с продольными радиальными лопатками, при этом дополнительный патрубок установлен соосно с нижним полуцилиндром, внутренний диаметр которого равен внешнему диаметру патрубка.

2.Сепаратор по п. I, отличающийся тем, что поперечная перегородка снабжена винтами и цепкой передачей для обеспечения синхронного вращения винтов.

3.Сепаратор по п. I, отличающийся тем. что верхний полуцилиндр установлен несо- осно по отношению к нижнему и примыкает к дополнительному патрубку.

Изобретение относится к устройствам для очистки потока газа от твердых и жидких частиц и позволяет снизить гидравлическое сопротивление. Во входном патрубке сепаратора установлен регулятор 3 скорости потока, а в бункере 1 сепаратора размещена поперечная перегородка 9 с дополнительным патрубком 10, перемещаемая с помощью синхронного вращения винтов 11, которое осуществляется цепной передачей За перегородкой 9 устраняется контакт газа в сепарацион- ной камере 4 с газом в бункере 1, что снижает гидравлические потери в сепараторе Для усиления эффекта патрубок 10 снабжен продольными радиальными лопатками, благодаря которым вращение газа прекращается и часть напора восстанавливается 2 з п ф-лы, 3 ил

А-А

Ю

Л

8

Фиг. 2

Б-Б

2

7

Риг.З