Многоступенчатый циклонный сепаратор Советский патент 1991 года по МПК B04C11/00 B07B7/86 

Изобретение относится к устройствам для разделения аэрозолей на несколько фракций по аэродинамическим размерам частиц. Оно может быть применено для охраны окружающей среды, в микробиологии, метеорологии, сельском хозяйстве

Целью изобретения является обеспечение возможности использования его для анализа фракционного состава дисперсных систем за счет автономности регулирования режима без изменения структуры частиц.

На фиг. 1 изображен схематически многоступенчатый циклонный сепаратор; на фиг. 2 - конструкция вихреобразующей камеры.

Многоступенчатый циклонный сепаратор состоит из последовательно соединенных дозатора порошкового материала 1, инжектора аэрозоля 2, циклонов 3,4,5, между которыми установлены вихреобразую- щие камеры 6 и 7. Последний циклон 5

снабжен бункером 8 для сбора наиболее крупных частиц аэрозоля На выхлопные трубы 9,10,11 каждого из циклонов насажены пылеосадительные камеры 12, 13, 14 с Отбойниками 15, 16, 17, фильтрами 18, 19, 20. Узел формирования потоков газа включает компрессор 21. нагнетательная линия 22 которого через ресивер 23 соединена с входными тангенциальными патрубками 24 камер 6, 7 и инжектора 2. Всасывающая линия 25 компрессора 21 соединена с выходными патрубками пылеосадительных камер 12,13,14 линиями 26. В нагнетательных линиях 27 установлены расходомеры 28 и регулировочные вентили 29, а в линиях 26 - регулировочные вентили 30,31,32 и вакуумметры 33.

Устройство работает следующим образом.

Из дозатора 1 порошковый материал поступает в инжектор 2 где приводится в

о ел о ю о

OJ

аэрозольное состояние струей воздуха. Из инжектора 2 аэрозоль поступает вместе с исходным газовым потоком ё циклон 3, где формируется вихревой поток, из которого происходит выделение тонкой фракции аэрозоля, которая поступает через выхлопную трубу 9 в пылеосадительную камеру 12. Остаток аэрозоля поступает через пы- левыпускной патрубок циклона 3 в камеру 7, в которую тангенциально вводится из ресивера 23 дополнительный газовый поток, создающий своим вращением дополнительное разряжение в пылевыпускном патрубке циклона 3. Через патрубок вывода аэрозоля центробежной камеры 7 разбавленный и подкрученный аэрозоль поступает в циклон

4,в котором происходит последующее разделение аэрозоля на две фракции по аэродинамическим размерам частиц. Частицы мелких размеров через выхлопную трубу 10 поступают с восходящим вихревым потоком в пылеосадительную камеру 13, а частицы крупных размеров через камеру 6- в циклон

5.В последнем происходит окончательное разделение аэрозоля на крупную фракцию, собираемую в пылеосадительной камере 14, и на фракцию самых крупных частиц и их агломератов, которые собираются в герметично закрытом бункере 8.Отбойники 15,16, 17 в пылеосадительных камерах 12, 13, 14 способствуют лучшему осаждению частиц аэрозоля в камерах и предотвращают быстрое забивание фильтров 18, 19, 20. По расходомерам 28 контролируют потоки в нагнетательных линиях 27 узла формирования потоков, изменяя при необходимости соотношение потоков при помощи вентилей 29. Изменение диапазона (фракционного- дисперсного состава ) ФДС выделяемых фракций независимо в каждом циклоне 2,4, 5 позволяет проводить детальное исследование аэрозолей по фракционно-дисперс- ному составу, а также проводить их фракционное разделение в желаемом диапазоне дисперсности. Независимое регулирование диапазона ФДС выделяемых фракций на каждой ступени сепарации позволяет получать фракции либо с более узким диапазоном, либо с более широким диапазоном. Для изменения диапазона ФДС выделяемых фракций, например, в циклоне 4, в сторону получения более тонких фракций увеличивают расход воздуха через центробежную камеру 7, открывая соответствующий вентиль 29, а для получения более крупных фракций в этом циклоне 4 увеличивают величину разряжения в пылеосадительной камере 13 при помощи вентиля 30 (увеличивая его проходное сечение). Одновременно для сохранения ФДС частиц,

выделяемых в циклоне 5, при увеличении расхода воздуха через камеру 7 адекватно изменению расхода воздуха через циклон 4 сокращают расход воздуха через центробежную камеру 6. При увеличении разряжения в пылеосадительной камере 13 одновременно увеличивают расход через центробежную камеру 6. Таким образом, при изменении режима работы циклона 4

0 режим работы циклона 5 не изменяется. ФДС выделяемых частиц в циклоне 3 при указанных изменениях режима работы в циклоне 4 стабилизирован расходом воздуха через инжектор 2 и величиной разряже5 ния в камере 12.

В процессе разделения аэрозоля происходит забивание фильтров (в пылеосадительных камерах), в результате чего происходит возрастание гидравлического

0 сопротивления системы и изменяется режим ее работы. За процессом забивания фильтров судят по падению величины разряжения в пылеосадительных камерах и со- кращению расходов дополнительного

5 воздуха в нагнетательных линиях системы. При небольших отклонениях в режиме работы системы их устраняют регулированием подачи воздуха или величиной разряжения всасывающей линии. В случае больших от0 клонений в режиме работы необходимо остановить систему, освободить пылеосади- тельные камеры от собранных фракций и заменить фильтры. Количество собираемых в пылеосадительных камерах фракций зави5 сит от геометрических размеров камер, емкости фильтров, конструкции отбойников, величины разряжения, ФДС частиц и т.п.

Технический эффект от использования предлагаемого многоступенчатого циклон0 ного сепаратора по сравнению с известным состоит в обеспечении возможности регулирования фракционно-дисперсного состава сепарируемых частиц независимо в каждом циклоне. Пороговые значе мя диаметров

5 улавливаемых частиц в каждом циклоне такого устройства могут быть выставлены по желанию экспериментатора, что обеспечивает более качественное определение дисперсного состава исследуемого аэрозоля. В

0 предлагаемом сепараторе осуществляется обратная схема разделения аэрозоля: из потока аэрозоля на каждой ступени сепарации удаляется не крупная, а мелкая фракция частиц. Крупная фракция постоянно нахо5 дится в зоне действия сил инерции, что позволяет удалять на каждой ступени сепарации частицы малых размеров и повышать таким образом качество разделения. Дополнительный ввод газа через центробежные камеры создает разряжение в зоне патрубка

выведения крупной фракции аэрозоля из циклона предыдущей ступени сепарации, что повышает эффективность его работы. Кроме того, дополнительный тангенциальный ввод газа в центробежную камеру разбавляет аэрозольный поток, сообщает ему дополнительную энергию без механического воздействия на частицы, и адаптирует его при входе в последующую ступень сепарации, что уменьшает вероятность столкновения между частицами, изменения их структуры и оседания их в нисходящем вихревом потоке.

Предлагаемый многоступенчатый инерционный сепаратор позволяет наращивать число ступеней разделения по усмотрению пользователя не изменяя при этом параметров входного потока. Для достижения жесткой стабилизации потоков на всех ступенях разделения осуществлен замкнутый цикл газовых и аэрозольных потоков, что позволяет использовать многоступенчатый циклонный сепаратор для анализа вредных промышленных аэрозолей.

Формула изобретения Многоступенчатый циклонный сепаратор, содержащий компрессор для подачи

Л Я

транспортирующего газа, на нагнетательной линии которого последовательно установлены циклоны, выхлопные патрубки

которых соединены с пылеосадителями, последний циклон снабжен бункером-пылес- борником, а пылевыпускные патрубки остальных - вихреобразующими камерами, каждая из которых имеет патрубок ввода дополнительного потока газа и отвод пылегазовой смеси, при этом отвод пылегазовой смеси вихреобразующей камеры предыдущего циклона присоединен к входному патрубку последующего циклона, отличающийся тем, что, с целью обеспечения

возможности использования его для анализа фракционного состава дисперсных систем за счет автономности регулирования режима в каждом циклоне без изменения структуры частиц, он снабжен ресивером,

установленным на нагнетательной линии, компрессора, все патрубки ввода дополнительного потока газа выполнены тангенциальными и соединены через расходомеры и регулировочные вентили с ресивером, а пылеосадители соединены линиями чистого газа, имеющими регулировочные вентили и вакуумметры, с всасывающей линией компрессора

Фиг.1

Фиг. 2

Изобретение относится к устройствам для разделения аэрозолей на несколько фракций по аэродинамическим размерам частиц. Оно может быть использовано для контроля за состоянием окружающей среды, в микробиологии, метеорологии, сельском хозяйстве. Цель изобретения - обеспечение возможности использования для анализа фракционного состава дисперсных систем за счет автономности регулирования режима в каждом циклоне без изменения структуры частиц Для этого устройство содержит компрессор 21 с нагнетательной и всасывающей линиями, соединенный с рядом последовательно включенных циклонов 3,4, 5. Кроме того устройство дополнительно снабжено вихреобразующими камерами 6, 7, установленными между циклонами Входные тангенциальные патрубки камер 6, 7 подключены к ресиверу 23, установленному на нагнетательной линии 22, а пылеосади- тельные камеры на выхлопных трубах циклонов - к всасывающей линии 25 2 ил w fe