Вихревой пылеуловитель Советский патент 1992 года по МПК B04C3/06 

пшь Фиг /

Изобретение относится к очистке газов от пыли различных материалов и может быть использовано для сухой очистки технологических газов различных производств.

Известны вихревые пылеуловители, ра- ботающие по принципу сухой очистки газа во встречных закрученных потоках и содержащие цилиндрический корпус, входной патрубок с завихрителями обтекателем на конце, перепускным отверстием и приспо- собление для закручивания потока внешним вторичным потоком газа-уловителя. Такие пылеуловители работают со встречным потоком вторичного газа-уловителя (1).

Однако эффективное улавливание пыли из парогазовых сред в этих пылеуловителях достигается за счет высокой скорости газа- уловителя в соплах, расходе, в 2-3 раза превышающим расход исходного запыленного газа и температуре не ниже температуры конденсации пара. Все это приводит к высоким энергозатратам на пылеочистку и увеличение габаритов устройств.

Известен вихревой пылеуловитель, работающий по схеме разделения общего за- пыленного потока на два потока - первичный запыленный поток и вторичный поток газа-уловителя.

Данный вихревом пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, входной патрубок с перепускным отверстием,завих- рителем и обтекателем и отводную трубу, соединяющую перепускное отверстие входного патрубка с устройством для закручивания вторичного потока газа-уловителя (2).

В качестве приспособления для закрутки вторичного газа-уловителя обычно применяются системы сопел с общим цилиндрическим коллектором (1) или многолопастная насадка (2). Недостатком извест- ных вихревых пылеуловителей является частая забивка приспособления для подачи и закрутки запыленного вторичного газоуловителя, способствующая резкому падению эффективности пылеуловителя и снижению общего ресурса непрерывной работы аппарата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является вихревой пылеуловитель, содержащий цилиндрический корпус, подводящий очищаемый воздух трубопровод, расположенные в нижней части корпуса пылесборник и осевой патрубок ввода потока с завихрителем и обтека- телем, соединенный с подводящим трубопроводом, расположенные в верхней части корпуса осевой патрубок вывода очищенного воздуха и кольцевую камеру с тан- генциальными соплами ввода

периферийного потока, соединенную с подводящим трубопроводом перепускной трубой (3).

Недостатками известного пылеуловителя является то, что вторичный поток газа- уловителя имеет нестабильные параметры и неравномерно распределен в полости пылеуловителя, отсутствуют препятствия для уноса уходящим газом мелкодисперсных частиц из центральной зоны вторичного потока газа-уловителя, сложность приспособления для очистки сопел, как следствие, снижение эффективности пылеулавливания и снижения общего ресурса непрерывной работы.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности пылеулавливания.

Поставленная цель достигается тем, что в вихревом пылеуловителе, содержащем цилиндрический корпус, подводящий очищаемый воздух трубопровод, расположенные в нижней части корпуса пылесборник и осевой патрубок ввода потока с завихрителем и обтекателем, соединенный с подводящим трубопроводом, расположенные в верхней части корпуса осевой патрубок вывода очищенного воздуха и кольцевую камеру с тангенциальными соплами ввода периферийного потока, соединенную с подводящим трубопроводам перепускной трубой, верхняя часть корпуса выполнена конической, тангенциальные сопла кольцевой камеры выполнены в виде сужающихся щелей в конической стенке корпуса, патрубок вывода очищенного воздуха выполнен с боковыми окнами и снабжен конической за- глушкой на нижнем конце и расположенными между окнами каналами ввода чистого воздуха с тангенциальным соплами в наружной стенке, а осевой патрубок ввода потока снабжен расположенными ниже завихрите- ля тангенциальными соплами; суммарная площадь выходных отверстий щелей равна половине площади входного сечения перепускной трубы; сопла осевого патрубка ввода направлены вверх под углом 11-15° к горизонтам. .

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый вихревой пылеуловитель отличается тем, что верхняя часть корпуса выполнена конической, тангенциальные сопла кольцевой камеры выполнены в виде сужающихся щелей в конической стенке корпуса, патрубок вывода очищенного воздуха выполнен с боковыми окнами и снабжен конической заглушкой на нижнем конце и расположенными между окнами каналами ввода чистого воздуха и тангенциальными соплами в наружной стенке, а осевой патрубок ввода потока снабжен расположенными ниже завихрите л я тангенциальными соплами; суммарная площадь выходных отверстий щелей равна половине площади выходного сечения перепускной трубы; сопла осевого патрубка ввода направлены вверх под углом 11-15о к горизонтам, Таким образом, заявляемый вихревой пылеуловитель соответствует критерию Новизна.

Устройство кольцевой камеры с тангенциальными соплами, выполненными в виде сужающихся щелей в конической стенке позволяет за счет вытекающих тангенциально и с большой скоростью (за счет соотношения площадей) запыленных потоков, вращающихся и накладывающихся друг на друга, получить у внутренней стенки корпуса плотный вращающийся слой частиц пыли, при этом происходит интенсивная коагуляция. Образованный вихрь газа-уловителя закручивает вихревой поток первичного очищаемого газа в ту же сторону, что и сопла и завихритель осевого патрубка ввода, а также интенсифицирует процесс коагуляции и в первичном потоке. В результате взаимодействия двух вихревых потоков укрупненные вращающиеся частицы пыли перемещаются в сторону осевой составляющей газа-уловителя, т.е. в бункер.

Конструкция осевого патрубка ввода позволяет создать, в зависимости от количества сопел, вращающиеся и накладывающиеся друг на друга по всей высоте патрубка газопылевые потоки, что способствует оптимальному использованию площади пылеуловителя и интенсифицирует коагуляцию в первичном потоке и при взаимодействии со вторичным потоком газоуловителя.

При предлагаемой конструкции осевого патрубка ввода потока пыль тонких фракций многократно подвергается инерционному механизму осаждения, что способствует повышению степени обеспыливания газа. Конструкция патрубка вывода очищенного газа дает возможность повысить эффективность пылеулавливанию за счет подачи в полость патрубка вывода чистого воздуха (расход которого не превышает 5% от расхода запыленного газа), истекающего тангенциально из сопел в наружный боковой поверхности и образующего между патрубком вывода и корпусом вращающийся слой чистого воздуха, препятствующего уносу и сдувающего пыль тонких фракций уходящего (восходящего) потока газа во вращающийся вторичный поток газа-уловителя.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что патрубки вывода очищенного газа известны (4), но рассматриваемый объект проявляет по сравнению с объектом, содержащим эти признаки, новое свойство, обуславливающее достижение положительного эффекта, заключающегося в повышении эффективности пылеулавливания за счет

подачи в полость патрубка вывода чистого воздуха (расход которого не превышает 5% от расхода запыленного газа), истекающего тангенциально из сопел в наружной боковой стенке и образующего между патрубком

вывода и корпусом вращающийся слой чистого воздуха, препятствующего уносу и сдувающего nt ль тбнких фракций уходящего очищаемого газа во вращающийся вторичный поток газа-уловителя. Это позволяет

сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличия.

На фиг. 1 изображен вихревой пылеуловитель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на

фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид

В на фиг. 1; на фиг. 5 - патрубок вывода

очищенного воздуха; на фиг. 6 - разрез Г-Г

на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 5.

Вихревой пылеуловитель (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса 1, входного патрубка 2 с перепускным отверстием 3, осевого патрубка ввода 4, расположенный между входным патрубком 2 и завихрителем 6, обтекателем 7 и имеющей тангенциальные сопла 5. В нижней части корпуса 1 расположен бункер уловленной пыли 8, а в верхней части кольцевая камера 9 с тангенциальными соплами 10. Патрубок вывода 11 очищенного газа установлен с возможностью осевого перемещения и выполнен с тангенциальными соплами 12, боковыми окнами 13, заглушен снизу коническим обтекателем 14. Питающая труба 15 соединена со входным патрубком 2 и отводной трубой

16. Входной патрубок 2 снабжен устройством 17 для регулирования соотношения расхода первичного и вторичного потоков очищаемого газа. Устройство 17 выполняется в виде заслонки.

Через отверстие 18 отработанный газиз бункера 8 попадает во входной патрубок 2 для последующей очистки.

Кольцевая камера представляет собой полый усеченный конус 9, ориентированный

меньшим основанием к патрубку 11 вывода очищенного газа. В боковой поверхности конуса 9 имеется тангенциально размещенные щели 10, сужающиеся внутрь конуса 9. Общая площадь выходных отверстий щелей

10 равна половине площади отверстия отводной трубы 16. Причем устройство для закрутки вторичного потока газа-уловителя выполнено из пылевлагоотталкиваю- щего материала.

Осевой патрубок ввода 4 выполнен с тангенциально расположенными соплами 5. Сопла 5 направлены вверх под углом 11-15°. Количество сопел определяется объемом первичного потока очищаемого газа. Патрубок 11 вывода очищаемого газа (фиг. 4) выполнен с тангенциальными соплами 12, боковыми окнами 13 и заглушен-снизу коническим обтекателем.

Вихревой пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный газ из питающей трубы 15 поступает во входной патрубок 2 и отводную трубу 16.

Первичный пылегазовый поток закручивается тангенциально размещенными и направленными вверх под углом 11-15° соплами 5 осевого патрубка ввода 4 лопаточным завихрителем 6. Часть потока, истекающего через завихритель 6 оттесняется к стенкам корпуса 1 обтекателем 7, сохраняя вращательное движение. При этом вихрь первичного запыленного потока газа вблизи стенок корпуса 1 поднимается вверх. Под действием центробежных сил, взвешенные в потоке частицы пыли отбрасываются к внутренней стенке корпуса 1 и под действием осевой составляющей газоуловителя увлекаются в бункер 8,

Вторичный запыленный поток газа по отводной трубе 16 тангенциально поступает в кольцевую камеру 9, откуда через щели 10 тангенциально и с возросшей скоростью (скорость в 2 раза больше, чем в отводной трубе 16 за счет соотношения площадей) поступает в верхнюю часть пылеуловителя. Таким образом в пристенной области верхней конусообразной части пылеуловителя образуется слой частиц пыли, при этом за счет интенсивного механического взаимодействия частиц происходит интенсивная коагуляция, J

Образованный вихрь газа-уловителя закручивает вихревой поток первичного газа в те же сторону, что и сопла 5 и ззвихритель 6 направлен ему навстречу.

В результате взаимодействия двух вихревых потоков частицы пыли перемещаются в сторону осевой составляющей газа-уловителя (нисходящий поток), т.е. бункер уловленной пыли 8. Отработанный газ из бункера 8 через отверстие 18 попадает во входной патрубок 2 для последующей очистки.

Нисходящий поток, достигнув пылевой слой бункера 8, изменяет свое направление на 180° и переходит в восходящий поток, содержащий пыль мелких фракция. Для устранения уноса восходящим потоком мелкодисперсных частиц пыли патрубок вывода 11 выполнен с тангенциальными соплами 12 в наружной боковой стенке, боковыми окнами 13 и заглушен снизу коническим обтека0 телем 14. Подаваемый в полость патрубка вывода 11 чистый воздух (расход которого не превышает 5% от расхода запыленного газа), истекающий тангенциально из сопел 12, образует между патрубком вывода 11 и

5 стенкой корпуса 1 вращающийся в ту сторону, что и восходящий поток, слой чистого воздуха, препятствующего уносу и отбрасывающего мелкодисперсные частицы восходящего потока во вращающийся с большей

0 скоростью вторичный поток газа-уловителя. Восходящий поток, достигнув патрубка вывода 11, отжимается коническим обтекателем 14 из центральной зоны, где центробежные силы малы, к периферии и проходит

5 через вращающийся слой чистого воздуха, истекающего из сопел 12, и поворачивает более чем на 90°, направляется в окна 13, далее к потребителю или в атмосферу.

Учитывая механическое воздействие

0 пылевых частиц накладывающихся потоков, в осевом патрубке ввода 4 выполнены сопла 5 тангенциального вывода первичного запыленного потока газа в полость пылеуловителя. Сопла 5 направлены вверх под

5 углом 11-15°. Количество сопел 5 определяется объемом первичного потока очищаемо-- го газа. Сопла 5 создают по всей высоте осевого патрубка ввода 4 вращающиеся, накладывающиеся газопылевые потоки, как

0 бы подгоняющие друг друга и вместе с тем увеличивающих скорость поступающих сверху вторичных потоков, теряющих скорость и ухудшающих условия для осаждения частиц. Это содействует механическому вза5 имодействию частиц пыли, соударяя и укрупняя их, увеличивая действие центробежных и гравитационных сил с последующим осаждением частиц из потока в бункер 8. Причем частицы пыли тонких

0 фракций многократно подвергаются инерционному механизму осаждения. Предлагаемый осевой патрубок ввода 4 позволяет оптимально использовано площадь пылеуловителя и значительно увеличить действия

5 центробежных и гравитационных сил для повышения эффективности осаждения частиц пыли из газопылевую потоков.

Кольцевая камера с тангенциальными соплами выполнена в виде полого усеченного конуса 9, тангенциально размещенными

и сужающимися во внутрь конуса 9 щелями 10. Это позволяет за счет интенсивного взаимодействия вытекающих тангенциально и с большой скоростью (за счет соотношения площадей) запыленных, вращающихся и на- кладывающихся друг на друга потоков получить у внутренней стены конуса 9 плотный вращающийся слой частиц пыли, где происходит интенсивно процесс коагуляции, Образованный вихрь газа-уловителя взаимодействует с закрученным в ту же сторону вихрем первичного запыленного потока, в результате происходит взаимодействие частиц пыли, соударение и укрупнение их, увеличивая действие цент- робежных и гравитационных сил с последующим осаждением частиц пыли из потока в бункер 8.

Восходящий поток покидает пылеуловитель через окна 13 патрубка 11 вывода очищенного газа. Для повышения эффективности пылеулавливания за счет снижения вторичного уноса пыли в полость патрубка вывода 11 подается чистый воздух (расход которого не превышает 5% от рас- хода запыленного газа); истекающий тангенциально из сопел 12 и наружной боковой поверхности патрубка вывода 11 и образующий между патрубками вывода 11 и внутренней стенкой корпуса 1 вращающийся слой чистого воздуха и препятствующий уносу и сдувающего пыль тонких фракций во вращающийся поток газа-уловителя.

Использование заявляемого изобретения обеспечивает повышение эффективно- сти пылеулавливания за счет:

коагуляции частиц вследствие взаимодействия вращающихся и накладывающихся разных скоростей пылегазовых потоков из щелей 10 кольцевой камеры 9 и сопел 5 осевого патрубка ввода 4, в результате частицы пыли тонких фракций как бы многократно подвергаются инерционному

механизму осаждения, наличие патрубка вывода Почищенного газа,препятствующе- го уносу мелкодисперсной пыли. (Акт лабораторных испытаний прилагается),

Формула изобретения

1.Вихревой пылеуловитель, содержащий цилиндрический корпус, подводящий очищаемый воздух трубопровод, расположенные в нижней части корпуса пылесбор- ник и осевой патрубок ввода потока с завихрителем и обтекателем, соединенный с подводящим трубопроводом, расположенные в верхней части корпуса осевой патрубок вывода очищенного воздуха и кольцевую кгмеру с тангенциальными соплами ввода периферийного потока, соединенную с подводящим трубопроводом перепускной трубой, отличающийся тем, что, с повышения надежности и эффективности пылеулавливания, верхняя часть корпуса выполнена конической, тангенциальные сопла кольцевой камеры выполнены в виде сужающихся щелей в конической стенке корпуса, патрубок ввода очищенного воздуха выполнен с боковыми окнами и снабжен конической заглушкой на нижнем конце и расположенными между окнами каналами ввода чистого воздуха с тангенциальными соплами в наружной стенке, а осевой патрубок ввода потока снабжен расположенными ниже завихрителя тангенциальными соплами.

2.Пылеуловитель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что суммарная площадь выходных отверстий щелей равна половине площади выходного сечения перепускной трубы.

3.Пылеуловитель по пп. 1 и 2, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что сопла осевого патрубка ввода направлены вверх под углом 11-15° к горизонтали.

Е

Фиг. 5

ЗГОР,--;-,Е) И

по Го к

Фиг. 4

Очищенный Чистый

В-8

Использование: очистка воздуха от пыли, Сущность изобретения: в вихревом пылеуловителе со встречными закрученными потоками очищаемого воздуха нижний осевой патрубок 4 ввода имеет помимо завих- рителя 6 тангенциальные закручивающие поток сопла 5. Верхний периферийный ввод представляет собой кольцевую камеру 9, размещенную на кбнической части стенки корпуса 1, в которой выполнены тангенциальные сужающиеся щели для закручивания вводимого потока. Отвод очищенного газа осуществляют через осевой патрубок 11, имеющий на нижнем конце коническую заглушку 14 и боковые окна 13, между которыми расположены каналы ввода чистого газа с тангенциальными соплами. 7 ил. 1Б XI О О СЛ ю N 7 7Ч5

Фиг. 5

Фиг. 7