Вихревой аппарат для очистки газа Советский патент 1992 года по МПК B04C3/06 

Изобретение относится к технике очистки газа от пыли и может быть использовано в химической, горнодобывающей, пищевой, медицинской и микробиологической про- мышленностях и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для очистки газа от пыли, содержащее корпус, входной закручивающий патрубок, обтекатель, установленный на выходе закрученного потока после входного патрубка тангенциально расположенные сопла для ввода вторичного потока газа.

Недостатком устройства является низкая эффективность улавливания мелких (менее 1 мкм) частиц пыли

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по сути и достигаемому результату, является вихревой аппарат для очистки газа содержащий цилиндрическую камеру, центральный газопровод с закручивателем, обтекателем и отбойной шайбой, завихритель вторичного потока, патрубок вывода очищенного газа и сопла ввода вспомогательного потока, часть

которых расположена в верхней части камеры, наклонена в стооону вращения очищаемого газа.

Недостатком известного вихревого аппарата является то что при улавливании влажных частиц, находящихся в потоке газа с избыточной влажностью ( по отношению к равновесной влажности при данной рабочей температуре в аппарате), они налипают на стенки рабочей камеры и других элементов конструкции и. в конечном итоге, постепенно забивают кольцевой зазор между отбойной шайбой и корпусом аппарата и щелевые каналы отбойной шайбы, снижая тем самым эффективность пылеулавливания

Целью изобретения является повышение эффективности очистки за счет снижения вероятности налипания частиц на стенки камеры

Указанная цель достигается тем, что в вихревом аппарате для очистки газа, содержащем цилиндрическую камеру, центральный газопровод с закручивателем, обтекателем и отбойной шайбой завихрисл

с

XI О

оо

CJ

ю

тель вторичного потока вывода очищенного газа, сопла ввода вспомогательного потока, часть которых, расположенная в верхней части камеры, наклонена в сторону вращения очищаемого газа угол наклона сопел выполнен изменяющимся при переходе к нижней, части камеры,.где сопла установлены в сторону, противоположную направлению вращения очищаемого газа.

Направление подачи вспомогательного потоки на верхнем уровне сопел ( если брать два смежных винтовых ряда) совпадает, а на нижнем уровне - противоположно направлению вращения первичного и вторичного потоков, а угол наклона между осями сопел и образующей на нижнем уровне выбирается в пределах от 0 до (+10°), где величина угла между касательной и винтовой линии и образующей корпуса камеры.

На фиг.1 изображен общий вид вихревого пылеуловителя; на фиг 2,3,4,5, - сечения А-А, Б-Б, В-В, Г-Г на фиг.1 соответственно; на фиг.6 - развертка обечайки рабочей камеры; на фиг.7,8,9 - векторные диаграммы при различных положениях сопел.

Вихревой аппарат состоит из цилиндрической камеры 1,бункера 2,центрального газопровода 3 с закручивателем 4, обтекателем 5 и отбойной шайбой 6, патрубка 7 для вывода очищенного газа. В кольцевом пространстве между патрубком 7 и камерой 1 установлен завихритель 8 вторичного потока, который вводится в аппарат через патрубок 9. Камера аппарата снабжена системой ввода вспомогательного потока, состоящей из расположенных по многозаходной винтовой линии сопел 10, охватывающей их обечайки 11 с патрубком ввода вспомогательного потока 12,

Вихревой аппарат работает следующим образом.

Запыленный газ поступает по газопроводу 3 закручивается закручивателем 4. Под действием центробежных сил частички пыли перемещаются к стенкам камеры 1 аппарата, где попадают в зону действия идущего вдоль стенки вниз вторичного потока газа, вводимого в аппарат через патрубок 9 и закрученного с помощью завихри- теля 8.

В камере 1 аппарата по патрубку 12 через сопла 10 в аппарат вводится вспомогательный поток, препятствующий возможности налипания частиц пыли на стенки аппарата.

У отбойной шайбы 6 вторичный и вспомогательный потоки поворачивают вверх, объединяясь с первичным потоком, а частички пыли, проходя в кольцевом зазоре между отбойной шайбой 6 и камерой 1 и в щелевых каналах шайбы 6 попадают в бункер. Очищенный газ выводится из аппарата

по патрубку 7.

Действие вспомогательного дополнительного потока, вводимого в рабочую камеру через сопла 10, заключается в следующем, Как известно, под влиянием цент0 робежной силы частицы в закрученных потоках перемещаются к периферии потоков и, достигнув стенки, этой силой к стенке прижимаются. Общее осевое направление движения потока (в данном случае - вторич5 ного, вдоль стенки аппарата вниз) увлекает эти частицы в направлении движения. Но вблизи стенки имеет место торможение потока и при наличии адгезии частиц к стенке под действием тех или иных сил различной

0 природы (электростатических, сил смачивания - если частицы-влажные или если влага конденсируется из газа и т.д.) величины вертикальной составляющей скорости потока может быть ( и часто бывает) недостаточно,

5 чтобы оторвать и увлечь частицы от стенки. В предлагаемом устройстве с помощью дополнительного вспомогательного потока на частицы у стенки корпуса воздействует сила, направление вектора которой отли0 чается от вектора скорости (и соответственно - вектора действия силы) основного (вторичного в аппарате) потока - в результате взаимодействия потоков частицы получают дополнительное ускорение вдоль

5 осевого движения вниз, а у отбойной шайбы вектор скорости их движения направлен уже вертикально.

Это дает в первую очередь снижение уноса частиц с вторичным потоком, который

0 из отбойной шайбы 6 поворачивает вверх.

Кроме того, как следует из рис.2, вспомогательный поток, подаваемый через сопла 10, имеет составляющую скорости, направленную против действия центробеж5 ной силы основного у стенки потока. Это способствует отрыву налипающих частиц от стенки, их зависанию на некотором расстоянии от нее, но поскольку сопловая подача газа действует локально, то частица.

0 выйдя из зоны действия одного сопла 10, далее под действием центробежной силы снова движется к стенке, а затем, попав в зону действия другого сопла 10, т.к. частица, в целом, движется вниз) снова отжимается

5 от стенки и т.д. При этом вспомогательный (дополнительный) поток может подаваться в аппарат осушенным от влаги и подогретым с помощью, например, адсорбционного фильтр-патрона и подогревателя газа, устанавливаемых на патрубке ввода дополнительного потока 12, и досушивать в пылеуловителе дисперсный материал.

Экспериментальные исследования эффективности пылеулавливания в предлагаемом аппарате проводились на двух моделях (диаметром 400 и 900) и на двух средах - медицинский тальк и пыль после сушилок в производстве премиксов.

Из приведенных исследований можно сделать следующие выводы.

Как на модельной среде - медицинский тальк, не обладающий адгезией к стенкам аппарата, так и при улавливании пыли премиксов повышение эффективности пылеулавливания по отношению к прототипу наблюдается при такой организации дополнительного потока, когда угол наклона сопел в нижнем ряду (на уровне отбойной шайбы) к образующей в месте их крепления к камере, обеспечивающий подачу этого потока в направлении (лучше всего) противоположном направлению первичного и вторичного потоков в аппарате, находится в пределах от 0 до 70° - при начальном узле закрутки вторичного потока по отношеА-А

tyue /

фие.2

нию к вертикали, равному узлу между касательной к винтовой линии сопел и образующей корпуса рабочей зоны корпуса, о 60°. Таким образом, в предложенном устройстве эффективность очистки газов выше за счет снижения вероятности налипания частиц на стенки камеры.

Формула изобретения Вихревой аппарат для очистки газа, содержащий цилиндрическую камеру, центральный газопровод с закручивателем. обтекателем и отбойной шайбой, завихри- тель вторичного потока, патрубок вывода очищенного газа и сопла ввода вспомогательного потока, часть которых, расположенная в верхней части камеры, наклонены в сторону вращения очищаемого газа, отличающийся, тем , что, с целью повышения эффективности очистки за счет

снижения вероятности налипания частиц на стенки камеры, угол наклона сопел выполнен изменяющимся при переходе к нижней части камеры, где сопла установлены в сторону, противоположную направлению вращения очищаемого газа.

5-6

фиа.5

Редактор А. Бер

#W. 9

Составитель Е. Шитиков

Техред М.МоргенталКорректор М. Керецман

Использование: для очистки газа от твердых и жидких частиц. Очищаемый поток подается через первый патрубок, закручивается в нем, попадает в рабочую зону аппарата, происходит его взаимодействие с периферийным потоком газа, подаваемого через второй патрубок. Во избежание налипания отделившихся частиц по высоте корпуса установлены сопла, угол установки которых изменяется сверху вниз 9 ил