Пылеуловитель Советский патент 1993 года по МПК B04C1/00 

Изобретение относится к экологии и промышленной санитарии, предназначено для очистки воздуха от пыли и может применятся в любой отрасли народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности улавливания пыли. Цель достигается тем, что в пылеуловителе, содержащем корпус с крышкой и днищем, входной, выходной и пылевыпускной патрубки и инерционный отделитель, установленный в корпусе с образованием спирального сепарационного канала, убывающего от входного к пылевыпускному патрубку сечения, согласно изобретению соотношение ширины входного патрубка и ширины спирального канала у входа пылевыпускной патрубок равно 2,5:3, а соотношение их высот составляет 3,5:4.

Сущность изобретения заключается в -оптимизации и сохранении постоянной скорости движения пылевоздушной смеси внутри аппарата путем изменения определенным образом ширины и высоты спирального канала, что ведет к увеличению эффективности пылеулавливания.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пылеуловитель, вид спереди; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.З - вид сверху со снятой крышкой; на фиг.4 - вид спереди со снятым корпусом.

Пылеуловитель содержит патрубок 1 для ввода пылевоздушной смеси, сплошную наружную 2 и внутреннюю 3, переходящую в инерционный отделитель 4, спирали. Патрубок 5 служит для вывода очищенного в аппарате воздухе из пространства 6. Патрубок 7 служит для отвода отделившейся в аппарате пыли. Корпус содержит крышку 8, днище 9, винтовую направляющую 10, примыкающие к крышке 8 и днище 9 верхней и нижней кромками, сплошной экран 11, расположенный между винтовой направляющей 10 и крышкой 8 корпуса.

Работает циклон следующим образом.

Ввод загрязненного газа производится через патрубок 1 в пространство, образованное наружной и внутренней стенками спирали. Воздух, входящий в аппарат со значительной скоростью, движется по спиральному пространству, при этом твердые частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к сплошной наружной

00

д

со

СП VI СП

стенке аппарата, за счет чего и происходит первичное послойное разделение пылевоз- душной смеси,

Жалюзийный разделитель 4 начинается на расстоянии половины оборота спирали от входа в аппарат. Располагая жалюзий- ный разделитель на расстояния полуоборота от входного патрубка, тем самым усиливают действие на частицу пыли центробежных сил и не нарушают траекторию потока (патрубок 1 расположен тангенциально). Этому эффекту способствует выполне- ние крышки 8 и днища 9 по спирали Архимеда.

Твердые частицы пыли, содержащиеся в этом потоке, ударяются о пластины, решетки, отражаются от нее, подхватываются движущимся потоком, ударяются о следующую по ходу потока пластину и так далее до тех пор, пока не попададут в насыщенный крупный частичный поток, который транспортирует их к выходу.

Очищенный воздух, проходя через жа- люзийный разделитель 4, попадает в пространство 6, откуда выводится наружу через патрубок 5. Для уменьшения скорости движения воздуха через патрубок 5 и увеличения площадок его сечения, а следовательно, для уменьшения гидравлического сопротивления аппарата, патрубок брасположен так, чтобы выпускать воздух из всего межспирального пространства 6, имея при этом максимально возможные размеры. Поэтому патрубку 5 придана фасолевидная форма: две стенки его выполнены по спирали Архимеда: наружная по радиусу жалюзийного разделителя 4 и спирали 3, внутренняя по радиусу спирали 2 корпуса аппарата. При движении пылевоздушной смеси вдоль смеси решетки объем ее уменьшается за счет отвода чистого воздуха сквозь решетку. Поэтому для того, чтобы при уменьшении объеме воздуха скорость его потока вдоль жалюзийной решетки была постоянной во всем аппарате, сечение спирального канала делается переменным, уменьшающимся в направлении движения потока воздуха, за счет эксцентрии расположения спиралей 3, 2 и 4, а сечение патрубка 5 для выхода чистого воздуха делается максимально возможным.

Одновременно с этим не желательно просто уменьшать расстояние между спиралями 1 и 2, так как при этом возрастает градиент запыленности воздуха. Поэтому, уменьшая расстояние между спиралями, уменьшают высоту спирального канала в направлении движения пылевоздушной смеси таким образом, что в конце его на выход направляется 8% общего количества воздуха, который уносит с собой все выделившиеся твердые частицы, идущие затем на дополнительное отделение.

На ЭВМ было рассчитано изменение высоты спирального канала по высоте, образованного спиралями Архимеда 2, 3 и 4 (фиг.1), в направлении движения пылевоздушной смеси в зависимости от расхода воздуха на входе в пылеуловитель, тогда как шаг этой спирали равен ширине входного патрубка. Поэтому рассчитывается количество воздуха, уходящего через жалюзийный разделитель на малом участке по длине аппарата (скорость его прохождения через него 4 м/с), до тем пор, пока не останется то количество воздуха, которое должно пройти через пылевыпускной патрубок 7, и определяется для каждого участка высота спираль- ного канала, которая уменьшается в направлении движения пылевоздушной смеси, так как часть воздуха все время уходит через жалюзийный разделитель.

Найдены эмпирические формулы для определения шага спиральной направляющей и числа ее витков:

С - Qa3d/3600, где С - шаг спиральной направляющей, м;

Q - расход воздуха, м3/ч;

d - шаг спирали.

На основании расчетов построена вин1 товая направляющая 10, перекрывающая спиральный канал по высоте, верхняя часть которой (фиг.2) укреплена на крышке 8 уловителя на расстоянии половины оборота пылевоздушной смеси, а нижняя - на днище 9.

Одновременно жалюзийный разделитель по высоте ограничен экраном 11, расположенным между крышкой 8 и винтовой направляющей 10 для обеспечения постоянства скорости прохождения воздушного потока сквозь него и для изоляции очищенного и грязного воздуха.

Очень важным является вопрос поддержания постоянства скорости Движения по,- тока как вдоль всего спирального канала, так и при прохождении его сквозь щели инерционного отделителя 4. Для этого на прозрачной модели пылеуловителя проведены траекторные исследования его, а на экспериментальном стенде Львовского политехнического института найдены оптимальные параметры изменения спирального канала как по ширине, так и по высоте его. Было изготовлено четыре моде- 5 ли аппаратов: первый - с цилиндрическим инерционным отделителем, расположенным максимально внутри него; второй - сечение спирального канала уменьшается только по ширине, оставаясь постоянным по высоте, но рассчитывается таким образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

что к выходному патрубку 7 подходит только 8% поступившего воздуха; третий - ширина спирального канала изменена, а высота уменьшается таким образом, что к патрубку 7 походит 8% поступившего воздуха; четвертый -спиральный канал изменяется и по высоте, и по ширине. Данные испытаний приведены в табл.1 для пыли диаметром 32 мм.

Преимущество четвертой модели очевидны, что легко объяснить. В первой модели никак не добиваются постоянства скорости движения пылевоздушной смеси ни в корпусе пылеулавливателя, ни при прохождении сквозь щели инерционного отделителя. Во второй модели ближе к верхнему патрубку настолько сближают спирали 2 и 4, что воздух при прохождении сквозь щели инерционного отделителя 4 захватывает уже отделившуюся пыль и уносит с собой. В третьей модели несколько уменьшают высоту спирального канала, что зажимают поток настолько, что воздух при прохождении сквозь жалюзи инерционного отделителя 4 опять захватывает отделившуюся уже пыль.

Проведены экспериментальные исследования по определению отношения ширины спирального канала, образованного спиралями 2 и 3(А), к ширине этого же канала между спиралями 2 и 4(а), а также отношения высоты входного патрубка 1(В) к высоте в ее крайней точке у выходного патрубка 7(в) на пыли диаметром 32 мм, которые приведены в табл.2 (расход воздуха 3000 MJ/4).

Из табл.2 ясно, что отношения

.5-3,

9

,5-4

являются относительными.

Предложенный пылеуловитель был испытан в сравнении с базовым (прототипом) объектом на экспериментальном стенде Львовского политехнического института на стандартной кварцевой пыли с медианным

размером 32 и 50 мм,

Данные испытаний приведены в табл.3. Преимущества предлагаемой к струк- ции очевидны.

Формула изобретения

Пылеулователь, содержащий корпус с крышкой и днищем, входной, выходной и пылевыпускной патрубки, инерционный отделитель, установленный в корпусе с образованием спирального сепарационного

канала убывающего от входного к пылевы- пускному патрубку сечения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса пылеулавливания, соотношение ширины входного патрубка к

ширине спирального канала у входа в пылевыпускной патрубок составляет 2,5:3, а соотношение их высот - 3,5:4.

Использование: для очистки воздуха от пыли. Сущность изобретения: в корпусе установлен инерционный цилиндрический отделитель с образованием спирального сепа- рационного канала, убывающего от входного патрубка к пылевыпускному патрубку поперечного сечения. Соотношение ширины входного патрубка и ширины спирального канала у входного в пылевыпуск- ной патрубок равно 2,5:3, а соотношение их высот равно 3,5:4. 4 ил.

35

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Риг.Ч