Устройство для разделения двух и более компонентных текучих сред Советский патент 1993 года по МПК B01D45/04 

Изобретение относится к устройствам для разделения двух и более компонентных текучих сред, точнее к таким устройствам, в которых вывод концентрированной фазы достигается путем ее осаждения под действием аэро- и гидродинамических сил.

Известно устройство для разделения двух и более компонентных текучих сред, содержащее несколько последовательно соосно расположенных на некотором расстоянии одно от другого и уменьшающихся по диаметру колец, взаимодействующих с движущимся внутри них потоком текучей среды и ориентированных по ходу его движения, и емкость для приема концентрированной фазы, установленную со стороны последнего меньшего по диаметру кольца.

Несмотря на простоту, компактность и отсутствие движущихся частей устройство обеспечивает невысокую степень очистки, обладает сравнительно большим сопротивлением и подвержено интенсивному абразивному износу.

Цель изобретения - повышение степени разделения сред, снижение аэрогидравлического сопротивления и увеличение износостойкости.

Предлагаемое устройство для разделения двух и более компонентных текучих сред содержит несколько последовательно сооено расположенных на некотором расстоянии одно от другого и уменьшающихся по диаметру колец, взаимодействующих с движущимся внутри них потоком текучей среды и ориентированных по Ходу его движения, и емкость для приема концентрированной фазы, установленную со стороны последнего меньшего по диаметру кольца. Каждое кольцо обычно имеет заостренную внутреннюю кромку, а расстояние между смежными кольцами выбрано таким, что кольца не перекрывают одно Другое.

Предпочтительно расстояния между смежными кольцами равны между собой, при этом внутренняя сторона каждого кольца выполнена криволинейной.

Целесообразно сделать так, чтобы конус, образованный набором колец, имел отношение входного диаметра к его длине не менее 1:5,

На чертеже показано предложенное устройство, продольный разрез.

Устройство имеет множество колец 1 постепенно уменьшающегося диаметра.

Ё

00

о

N СО 4 О

расположенных соосно. Кольца 1 жестко прикреплены к продольным направляющим 2 на некотором расстоянии I одно от другого для получения кольцевых каналов 3 между ними и образуют воображаемый конус 4, внутри которого движется многокомпонентная текучая среда.

Собранный из колец 1 и направляющих 2 конус 4 монтируется внутри цилиндрического кожуха 5 с присоединительными фланцами 6 и 7. К конусу 4 со.стороны его меньшего по диаметру кольца 1 присоединен патрубок 8 для отвода текучей среды. выходящий в емкость 9 для приема концентрированной фазы, например пыли, содержащейся в газовом потоке.

Каждое кольцо 1 ориентировано по ходу движения потока текучей среды в конусе 4, для чего внутренней стороне колец 1 придана профилированная форма, например криволинейная.

Каждое кольцо 1 выполнено с заостренной внутренней кромкой 10, а расстояние I между кольцами 1 выбрано таким, что они не перекрывают друг друга. Обычно это расстояние соизмеримо с шириной кольца 1.

Предпочтительно, когда кольца 1 размещены на равном расстоянии I одно от другого, а образованный ими и направляющими 2 конус 4 имеет отношение входного диаметра к его длине не менее 1:5.

На кромках 10 организуется срыв потока, в результате чего в кольцевых каналах 3 между смежными кольцами 1 возникает сплошной поток тороидальной формы вихрей, которые располагаются по образующей вдоль воображаемого конуса. Слой тороидальных вихрей создает упругую среду для вытеснения концентрированной фазы в центральную область осевого потока текучей среды и предохраняет тем самым кольца 1 от абразивного износа.

В то же время отсутствие взаимного перекрытия колец 1 создает условия для устойчивого существования потока тороидальных вихрей.

Концентрированная фаза, выделенная из потока текучей среды, постепенно располагается по его оси и удаляется через патрубок 8 в емкость 9. Очищенная текучая среда по мере прохождения через конус 4 удаляется через кольцевые каналы 3 и кожух 5.

П р и м е р 1. Используют устройство с диаметром входного кольца 200 мм и диаметром выходного кольца 20 мм при длине конуса 2000 мм. Кольца выполнены идентичного профиля с шагом 10 мм и толщиной колец 5 мм. Скорость подачи пылегазово- го потока 30 м/с. концентрация пыли до 10000 мг/м3, фракционный состав пыли, %:

до 50 мкм 50, менее 1 мкм 5, от 50 до 1 мкм остальное.

Средняя статистическая степень очистки 95-97% при работе одной ступени устройства. ..

Пример 2. Используют устройство с диаметром входного кольца 100 мм и диаметром выходного кольца 10 мм при длине конуса 1000 мм. Скорость подачи пылегазо- вого потока 30 м/с, концентрация пыли до

10000 мг/м3, фракционный состав пыли тот же, что и в примере 1.

Средняя статистическая степень очистки при работе одной ступени 90-92%, при работе двух последовательно расположенных ступеней 94-96%.

Существующие сегодня устройства для очистки пылегэзового потока при том же фракционном составе твердой фазы обеспечивают степень очистки не более 70-75%

при крупности фракции в основном до 50 мкн.

С помощью предлагаемого устройства можно широко регулировать производительность очистки путем компоновки устройств в пакеты, например, от 2 до 100 шт и более, и повышать степень очистки за счет последовательной установки устройств в несколько ступеней.

Равные расстояния между соседними

кольцами позволяют получить равномерные скорости выходящих между этими кольцами потоков текучей среды.

Формула изобретения

1. Устройство для разделения двух и более компонентных текучих сред, содержащее несколько последовательно и соосно расположенных на некотором расстоянии одно от другого и уменьшающихся по диаметру колец и емкость для приема концентрированной фазы, установленную со стороны последнего меньшего по диаметру кольца, отличаю щ е е с я тем. что задняя кромка предыдущего кольца расположена

на расстоянии от передней кромки последующего кольца, причем расстояния между соседними кольцами равны и каждое кольцо выполнено с заостренной задней кромкой. 2. Устройство по п.1, от л и ч а ю ще ес я тем, что внутренняя кромка каждого кольца выполнена криволинейной

Использование: аэро- и гидродинамическое разделение двух- и многокомпонентных текучих сред. Сущность изобретения: устройство содержит конус, набранный из соосно расположенных на некотором расстоянии одно от другого колец, имеющих постепенно уменьшающийся диаметр и заостренные кромки на внутренней стороне, взаимодействующие с движущимся потоком текучей среды, при этом кольца размещены таким образом, что они не перекрывают друг друга. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.