Устройство для очистки газопылевого потока Советский патент 1993 года по МПК B04C5/107 

Изобретение относится к области выделения пыли из газопылевого потока при проведении циклонного процесса и может найти применение в отраслях промышленности, в которых по условиям производства необходимо использовать возвратно-поточные аппараты для улавливания пыли.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы сетчатого раекручивателя потоков.

Выполнение сетчатого раекручивателя потоков в виде гофрированной обечайки с 4-7 гофрами, имеющими в развертке нижний зигзагообразный край, ширина выступов которого равна 0,7 dk. а расстояние между ними равно Du-dk, позволяет упростить конструкцию сетчатого рэскручивателя и повысить надежность его работы при длительном воздействии динамических сил газового потока, возникающих при высоких (25 м/с и более) скоростя. газопылевого потока.

Эчо достигают тем, что гофрированную поверхность обечайки сетчатого раекручивателя потоков выполняют из одной заготовки полотна, а не из многих заготовок, как в известном устройстве (прототипе). Этому способствует и выполнение нижнего конца сетчатого полотна с зигзагообразным профилем указанных размеров.

Жесткость и устойчивость звездчатой структуры конструкции сетчатого раскручива- теля потоков обеспечивают тем, что сетчатая поверхность раекручивателя выполнена в ви00

со

N3 О

о

N

е гофрированной обечайки. Такое исполение сетчатого раскручивателя способстует повышению сопротивляемости редлагаемой конструкции раскручивателя еформациям, возникающим под действием динамических смл газопылевого потока. Этому же результату способствует и установка стяжек, которые соединяют между собой концы граней гофр по линии впадин. Стяжки выполнены из упругого материала в виде шпилек, изогнутых по форме дуги окружности. Эффект упругой деформации, запасенной в согнутой по указанной форме стяжки и установленных в ячейках сетки граней гофр, -направлен против действий деформаций конструкции раскручивателя под влиянием динамических сил газопылевого потока. Благодаря наличию гофрированной поверхности и дугообразных стяжек в предлагаемой конструкции сетчатого раскручивателя обеспечивается его повышенная надежность и работоспособность,

Благодаря исполнению гофрированной сетчатой поверхности обечайки раскручивателя потоков из сеток, чье живое сечение составляет 60-70%/ а число гофр равно 4-7, обеспечивают в предлагаемой конструкции раскручивателя достижение высокой степени очистки без снижения ее величины по сравнению с прототипом, а также без увеличения гидравлического сопротивления уст- ройства.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 схематически изображено устройство для очистки газопылевого потока, поперечный разрез; нафиг.2 дан вид спереди на боковую грань гофры, где dk -диаметр пылевыпускного отверстия конуса корпуса устройства, Оц - внутренний- диаметр цилиндрической части корпуса устройства, Hk -высота конической части корпуса устройства, Нц- высота цилиндрической части корпуса устройства.

На фиг.З представлено поперечное горизонтальное сечение устройства А-А на фиг.1; на фиг.4 изображена развертка гофрированной обечайки сетчатого раскручизэ- теля потоков, где 0,5 Оц - 0,15 йк - ширина боковой грани гофры цилиндрической части корпуса устройства; 0,7 о1 - ширина выступов нижнего зигзагообразного края развертки поверхности сетчатого раскручивателя, равная удвоенной величине ширины боковой грани гофры в пылевыпускн ом отверстии конуса корпуса устройства; DU-C)K - расстояние между выступами нижнего зигзагообразного края, равное ширине впадины; Нц - высота цилиндрической части корпуса устройства; Нк- высота конической части Корпуса устройства.

Сетчатый раскручиватель потока 4 установлен вертикально в зоне между торцом выходного патрубка и дном бункера 5 и образован в виде звездчатой структуры.

Звездчатая структура в поперечном горизонтальном сечении (фиг.З) выполнена в виде гофрированной обечайки, основу которой составляют боковые грани 6 гофр (рис.2), имеющие формы пятиугольника. Количество гофр в сетчатом раскручивэтеле потоков составляет 4-7 в зависимости от живого сечения сетчатого полотна, идущего на изготовление гофрированной обечайки. Живое сечение сетки составляет 60-70%.

5 Профиль нижнего конца гофрированной поверхности сетчатого раскручивателя выполнен по всей длине (фиг.4) в виде зигзагообразного края с выступами и впадинами. При этом ширина выступов равна 0,7 ,

0 а расстояние между выступами равно Du-oV Концы боковых граней гофр сетчатого раскручивателя соединены между собой по линии впадин (фиг.З) с помощью дугообразных стяжек 7. Дугообразные стяжки 7 представ5 ляют собой шпильки диаметром 2-3 мм с резьбовыми концами, выполненные из упругого материала, например пружинной проволоки, и изогнутые по форме дуги .окружности так, что хорда дуги стяжки 7 преб вышает ширину гофр вихсвободном состоянии. Дугообразные стяжки установлены в один ряд (в случае малого диаметра корпуса устройств 40,,. 150 мм) или в несколько рядов (в случае корпусов устройств

5 большого диаметра) в ячейках сетки боковых граней гофр по высоте цилиндрической части корпуса внутри обечайки 4 (фиг.1) и закреплены гайками.

Корпус устройства 1 в месте соединения

0 его цилиндрической части с конической частью выполнен разъемным с помощью фланцевого соединения 8.

Предлвгаемое устройство работает следующим образом. Газопылевой поток посту5 пает через входной патрубок 2 (тангенциальный или спиральный улиточный) в корпус устройства 1 и приобретает вращательное движение. Нисходящий винтообраз- нб вращающийся поток опускается вдоль

0 внутренних стенок корпуса устройства 1 и на своем пути многократно проходит через боковые грани 6 гофрированной обечайки сетчатого раскручивателя потоков 4, что позволяет интенсивно раскрутить нисходяS щий и восходящий потоки и тем снизить гидравлическое сопротивление устройства. Нисходящий вращающийся поток, в котором сконцзнтрирована основная масса .выделяемой пыли, поступает далее в бункер 5, где происходит окончательное осаждение

частиц. Затем поток совершает поворот на 180° и образует знутри.нисходящего потока восходящий вращающийся поток очищенного от пыли газа. Этот поток выходит из бункера 5 через пылевыпускное отверстие конуса .корпуса устройства и при движении снизу вверх в цилиндрическом корпусе устройства 1 проходит через боковые грани гофрированной обечайки сетчатого раскру- чивателя потоков 4 и удаляется из корпуса устройства 1 через, осевой выходной патрубок 3. При выходе восходящего вращающегося потока из пылевыпускного отверстия конуса корпуса устройства указанный вихревой поток постепенно расширяется, так что его ближайшая к продольной оси устройства периферийная граница вихря изменяется от 0,15dx до О.ЗбОоп - диаметра выходного патрубка корпуса устройства перед торцом выходного патрубка 3. Поэтому боковая грань гофр выполнена с учетом захвата и обработки восходящего потока (фиг.2). Значение ширины грани гофры, находящейся в конической части корпуса устройства, выполнено равной 0,35dK. А вся сторона грани, ближайшая оси устройства и параллельная ей, отстоит от оси устройства на расстоянии не менее 0,15 d. Высота боковой грани гофр равна сумме высот Нц и Нк, где Нц - высота цилиндрической части корпуса устройства от торца выходного патрубка 3 до места соединения цилиндрической части корпуса устройства 1 с конической частью; Нк - высота конической части корпуса устройства (фиг.4).

Живое сечение гофрированного полотна сетчатого раскручивателя 4 в предлагаемом устройстве составляет 60...70%, а число гофр 4-7. Такое конструктивное исполнение сетчатого раскручивателя 4 в предлагаемом устройстве связано с тем обстоятельством, что указанное число гофр, обладающих двумя боковыми гранями, создает необходимое (8-14) число поверхностей сеток, как и в прототипе. Это число сетчатых поверхностей, как известно, позволяет максимально уменьшить гидравлическое сопротивление устройства, связанное с использованием указанного диапазона живого сечения сетчатой поверхности, а также обеспечить высокую степень очистки газопылевого потока. Благодаря тому, что живое сечение сетки раскручивателя составляет 60-70%, ячейки таких сеток способствуют проходу через них всех крупных фракций частиц пыли, улавливаемь-х в циклоне, которые при меньшем живом сечении отскакивают в значительной степени от поверхности узлов сетки и уходят в восходя.щий поток. Предлагаемая конструкция гофрированного сетчатого раскручивателя потоков в случае отскока частиц от узлов сетки позволяет повысить степень их улавливания, так как вероятность ухода отскочивших от узлов сетки ча- 5 стиц уменьшается. Это связано с тем обстоятельством, что на своем пути в восходящий поток указанные частицы вновь встречаются с сеткой. Это обычно происходит во впадине гофр, где создаются зоны

0 малых скоростей, в которых отскочившая частица не приобретает значительной скорости и вдоль линии впадин гофр такие частицы скатываются в бункер 5.

Поэтому в предлагаемом устройстве до5 стигается высокая степень очистки газа от пыли.

Опорными элементами звездчатой структуры гофрированного сетчатого раскручивателя потоков 4 являются дугообраз0 ные стяжки 7. Дугообразные стяжки установлены в сетчатом раскручивателе в зоне минимального динамического воздействия потоков. Дугообразные стяжки 7 уста5 новлены вне зоны нисходящего потока, а восходящий поток достигает дугообразных стяжек 7 уже раскрученным и значительно ослабленным. Это достигается тем, что ду- гообразные стяжки 7, соединяющие концы

0 граней гофр, установлены в раскручивателе 4 по высоте цилиндрической части корпуса внутри обечайки в один или несколько рядов. Также исполнение способствует повышению надежности и работоспособности

5 сетчатого раскручивателя потоков при длительном воздействии высоких скоростей газопылевого потока.

Дугообразные стяжки 7 устанавливают в один ряд в случае применения в устройст0 ве для очистки газопылевого потока корпусов устройств с малым диаметром (40-150 мм).

В этом случае дугообразные стяжки устанавливают либо в торцевом сечении сетчатого раскручивателя под выходным патрубком 3, либо посер°дине высоты цилиндрической части корпуса устройства. В случае применения в устройстве для очистки газопылевого потока корпусов устройств

0 большего диаметра чем 150 мм, дугообразные стяжки устанавливают в несколько рядов по всей высоте цилиндрической части корпуса внутри обечайки.

Корпус устройства 1 выполнен разьем5 ным в месте соединения его цилиндрической части с конической частью при помощи фланцевого соединения 8. Разъемный корпус устройства позволяет быстро произвести работы, связанные с установкой и монтажом сетчатого раскручивателя потоков в корпусе устройства, что бывает необходимо при ремонтных и очистных работах. При этом сетчатый раскручиватель потоков 4 помещен в цилиндроконический корпус устройства 1 так, что вершины гофр контактируют с внутренней поверхностью стенки корпуса устройства, а гофры имеют треугольное сечение (фиг.З).

Ниже приводятся результаты конкретного исполнения устройства, его испытания и сравнение испытаний предлагаемого устройства с результатами испытаний известного устройства.

Так, при испытаниях предлагаемого устройства живое сечение гофрированной поверхности сетчатого раскручивателя потоков составило 60%, размер ячеек сетки 3x3 мм, число гофр равнялось (число боковых граней гофр составляло 8). Скорость входа газопылевого потока в корпус устройства составляла 28 м/с, начальная концентрация пыли составляла 10,5 г/м1. В качестве улавливаемого порошка использовалась .фракция порошка пентапласта марки 05-1423-74. Его гранулометрический состав составил 10-550 мкм, средний диаметр частиц составил 53 мкм, плотность пентапласта равна 1400 кг/м.

Гидравлическое сопротивление предлагаемого устройства составило 276 П.а, а степень очистки 98,6%..

Результаты испытаний известного устройства показали, что при тех же практически параметрах циклонного процесса: входной скорости газопылевого потока, равной 29 м/с и его начальной концентрации по пыли, равной 10 г/м гидравлическое сопротивление известного устройства составило 268 Па, а степень очистки 98,5%. Испытания предлагаемого устройства при живом сечении гофрированной поверхности сетчатого раскручивателя потоков, равном 70%(размер ячеек сетки составлял 4x4); числе гофр, равном 7 (число боковых граней гофр1 при этом составило 14), начальной концентрации пыли 10,5 г/см , входной скорости в корпус устройства, равной 28 м/с показали, что гидравлическое сопротивление предлагаемого устройства составило 306 Па, а степень очистки 98,8%. В известном устройстве при тех же практически параметрах циклонного процесса гидравлическое со- прртивление известного устройства составляло 292 Па, а степень очистки 98.7%.

Таким образом, испытания предлагаемого устройства подтвердили то обстоятельство, что его технические характеристики не изменились при выполнении конструкции сетчатого раскручивателя потока в виде гофрированной обечайки.

Предлагаемое устройство было подвергнуто также длительному непрерывному испытанию в течение 7 ч при повышенной скорости входного потока в циклон, равной

52 м/с. Результат испытаний показал, что опорные элементы конструкции сетчатого раскручивателя потоков- дугообразные стяжки и сама конструкция сетчатого раскручивателя потоков работают надежно без

0 деформации гофрированной обечайки сетчатого раскручивателя потоков и разрушения ее поверхности.

Абсолютные размеры испытанного сетчатого раскручивателя потоков составили

5 следующие величины при Оц 80 мм и dK 30мм; Нц 60мм; Нк 100мм; Нц + Нк 160 мм, Оц - dK -50 мм; 0,7 dK 21 мм; 0,35 d 10,5 мм; 0,5 Оц- 0,15 d 35,5 мм. Дугообразные стяжки были установлены в один ряд

0 посередине высоты цилиндрической части корпуса внутри обечайки.

Таким образом, результаты испытаний показывают, что предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию

5 сетчатого раскручивателя потоков и повысить надежность его работы при длительном воздействии динамических сил газопылевого потока с высокими значениями входной скорости потока в корпус уст0 ройства.

Кроме того, благодаря применению опорных элементов сетчатого раскручивателя потоков, выполненных в виде дугообразных стяжек, сетчатый раскручиватель

5 потоков выполнен полностью разъемным. Это же обстоятельство позволило отказаться в предлагаемой конструкции раскручивателя от трудоемких сварочных или паяльных операций, связанных с монтажом

0 сеток и упростить конструкцию раскручивателя.

Выполнение сетчатого раскручивателя потоков в виде гофрированной обечайки с 4-7 гофрами/имеющими в развертке ниж5 ний зигзагообразный край, ширина которого равна 0,7 die, а расстояние между ними равно Оц - dK, позволяет в предлагаемой конструкции сетчатого раскручивателя потоков учесть размеры восходящего потока

0 после его прохождения через пылевыпуск- ное отверстие конуса корпуса устройства. Это позволяет соответственно уменьшить поверхнЪсть сетки сетчатого раскручивателя потоков и снизить его металлоемкость на

5 величину площади сетки, равную произведению 0,15 dK на высоту сетчатого раскручивателя потоков и на число боковых граней его гофрированной обечайки.

Применение устройства позволит создать высокоэффективные конструкции устройств для очистки газопылевых потоков с низкими энергозатратами и высокой степенью очистки.

Формула изобретения Устройство для очистки газопылевого потока, содержащее цилиндроконический разъемный корпус с центральным пылевы- пускным отверстием в конической части, входной патрубок, осевой выходной патрубок, бункер, установленный в корпусе сетчатый раскручиватель потока с живым сечением сеток 60-70%, образующий о поперечном сечении звездчатую структуру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

0

упрощения конструкции и повышения надежности работы сетчатого раскручивателя, звездчатая структура выполнена в виде гофрированной обечайки с 4-7 гофрами, имеющей в развертке нижний зигзагообразный край, ширина выступов которого равна 0,7 die. а расстояние между ними равно Оц - dK, где dK диаметр лылевыпускного отверстия; Оц - внутренний диаметр цилиндрической части корпуса, при этом гофры соединены по линиям впадин дугообразными стяжками из упругого материала, расположенными в один или несколько рядов по высоте цилиндрической части корпуса внутри обечайки,

Изобретение относится к области выделения пыли из газопылевого потока при проведении циклонного процесса. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности в работе раскручивателя потоков. Сетчатый раскручиватель потока в виде звездчатой структуры, в которой живое сечение сеток составляет 60- 70%, образован гофрированной сетчатой обечайкой с числом гофр 4-7. В развертке гофрированная сетчатая обечайка имеет зигзагообразный нижний край по всей ее длине и с равномерно чередующимися выступами и впадинами/Грани гофр раскручи- вателя соединены между собой по линии впадин с помощью упругих стяжек, изогнутых по форме дуги окружности. Упругие стяжки установлены в один или несколько рядов по высоте цилиндрической части корпуса внутри обечайки раекручивателя. При этом ширина выступов равна 0,7 dk, а ширина впадин равна Оц-dk, где dk - диаметр пылевыпускногр корпуса, Оц - внутренний диаметр цилиндрической части корпуса циклона. 4 ил. СО с

O.SDq-aiSd

Фиг.1

fl-fl

Фи 3

flStorbtSafte

A-«V

VVK-

В