Циклон для очистки газа от пыли Советский патент 1982 года по МПК B04C5/187 

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от пыли и может быть использовано в системах вентиляции и технологической очистки газа в различных, отраслях промышленности.

Известны циклоны, которые с целью снижения влияния подсоса газа из бункера на степень пылеулавливания имеют в нижней полости корпуса встроенные элементы различных конструкций -в виде обтекателей, конусообразных вставок и т.д., ограничивающих высоту ядра вихря циклона или препятствующих его проникновению в полость пылесборника. В результате статическое давление в центральной зоне пылесборника повыиается, эпюра давлений в поперечном его сечении выравнивается.

При этом в случае работы циклона под избыточным давлением в любой точке пылесборника статическое давление имеет положительное значение (выше атмосферного). Таким образом, исключаются предпосылки для подсосов воздуха через пылесборник. Циклоны в процессе эксплуатации обеспечивают стабильно оптимальную эффективность очистки.

При работе циклонов под разрежением использование известных элементов также обеспечивает выравнивание эпюры статических давлений в объеме пылесборника 1 и 2.

Однако эти давления имеют всегда отрицательное значение, которое по абсолютной величине соизмеримо с ве10личиной гидравлического сопротивления циклона. Таким образом, при работе циклонов под разрежением известные встроенные элементы не устраняют возможность подсосов воздуха через

15 пылесборник. Наиболее опасным местом с точки зрения подсосов воздуха в циклон является пылеотводящий патрубок пылесборника. В процессе эксплуатации наиболее часто нарушается

20 герметизация именно этого узла из-за несовершенства пылевых затворов.

Известен циклон для очистки газа от пыли, содержащий корпус с осевым выхлопным патрубком, входнойпатрубок, 25 цилиндро-конический пылесборник с

oceBfciM выходн-ым отверстием и пылеотводным патрубком, размещенный в пылесборнике усеченный конус с отводной трубкой, образующий в верхней

30 части пылесборника камеру коагуляции Нылеотводящий патрубок имеет цилиндрическую форму, а нижняя часть пылесбсрника представляет собой конус, центральный угол расширения ко торого с целью предотвращения завис ния в нем пыли выполнен несколько меныиим угла естественного откоса пыли и составляет, как правило, 6070° 3 .. Уменьшение угла раскрытия конуса ниже указанных значений нецелесообразно, так как приводит к резкому увеличению высоты пнлесборника и циклона в целом. Камера коагуляции способствует не которой интенсификации процесса очис ки газа за счет Укрупнения в ней уло ленной пыли. Однако при наличии.под сосов воздуха через пылеотвоДящий патрубок пылесйорника, обусловленных несове яаенством .пьшевых затворов, эф фективность очистки газа в рассматриваемом циклоне, как и в других из вестных конструкциях, будет понижать ся. Это происходит потому,что движе ние потока воздуха через пьшеотводя щий патрубок постоянного сечения в полости конической части пылесборни ка с указанным углом раскрытия имеет неустойчивый характер. Это обуславливает при наличии подсосов воздуха взмучивание и вынос пыли по все му сечению пылесборника, что являет ся одним из Основных недостатков из вестного циклона. Большее основание усеченного конуса по высоте пЕллесборника устанав ливается произвольно. Поэтому взмученная подсасываемым воздухом пыль выносится из пылесборника частично через камеру коагуляции, частично через отводную трубку обратно в полость корпуса циклона, а затем чере выхлопную трубу в атмосферу. Цель изобретения - повышение эффективности сепарации путем снижения вторичного уноса при наличии под соса воздуха, через пылесборник. Цель достигается тем, что в циклоне , содержащем корпус с осевым вы хлопным патрубком, входной Ьатрубок цилиндро-конический пылесборник с осевым выходным-отверстием и пылеот водным патрубком, размещенный в пылесборнике усеченный конус с отводной трубкой, пьшеотводной патрубок снабжен конусообразным переходником суженной частьто присоединенным к вы ходному отверстию пылесборника, а высота h усеченного конуса, размеще ного в пылесборнике, определена из соотношения 4(,) г() -высота пылесборника; -диаметр выходного отверстия пылесборника; df - диаметр отводной трубки; i 9 i бО ; fb 25. нА фиг. 1 изображен предлагаемый циклон; на фиг. 2 - график зависимости эффективности очистки (Ч) от относительной величины подсосов атмосферного воздуха через пылеотводящий патрубок (лб) для предлагаемого и известного циклонов. Циклон содержит корпус 1, входной патрубок 2, винтовую крышку 3, выхлопной патрубок 4, цилиндро-конический пылесборник 5 с выходным отверстием 6, к которому присоединен Конусообразный переходник 7 и пылеотводной патрубок 8. Коническая часть пылесборника выполнена.под углом -70° , что предотвращает зависание пыли. В пылесборнике 5 размещен усеченный конус 9 с отводной трубкой 10, в которой установлен закручиватель 11. Высота усеченного конуса 9 определяется из соотношения .(a,-a,) %|--ч|-) Это обеспечивает такие.условия, что большее основание.усеченного конуса располагается ниже плоскости пересечения границ струи (показаны пунктиром) , истекающей под углом из пылеотводящего патрубка при нарушении герметизации пылевого затвора с боковой поверхностью усеченного конуса 9. , С целью предотвращения оседания пыли на наружной поверхности усеченного конуса полный угол его раскрытия 9 внпо.лняется равным или меньшим. 60°. Циклон работает следующим образом. Запыленный газ через входной патрубок 2 поступает в кольцевой зазор, образованный корпусом 1 и выхлопной трубой 4. Здесь он получает вращательно-поступательное движение. Этому .способствует также винтовая крышка 3 циклона. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к периферии и транспортируются в пылесборник 5. Очищенный газ выводится из циклона через выхлопную трубу 4. В результате взаимодействия запыленного газа со стенками циклона в нем устанавливается два вида течения: на периферии поток вращается по закону циркуляции, в центральной зоне по закону твердого тела, в результате в зоне вихревого течения всегда имеет место пониженное давление. При нарушении герметизации пылевого затвора под действием разрежения в осевой зоне циклона воздух из атмосферы подсасывается в пылеотводной

патрубок 8. В пьшесборник 5 он поступает в виде свободной струи. Этому . способствует наличие сужения в зоне отверстия 6 с острыми кромками, образованного при пересечении конической части пылесборника и переходника 7. При прохождении воздуха через эти элементы поток не в состоянии следовать даже по одной из стенок конической части пьшесборника 5, а отрывается одновременно от всей его поверхности, так как скорость потока на входе в пылесборник возрастает, а профиль скоростей становится более равномерным.

Струя воздуха в пылесборнике подхватывает часть поступившей сюда пыл и развивается дальше по известным закономерностям: границы расширения свободной струи прямолинейны и осесимметричны, полный угол расширения «основного участка /Ь- 25° . Поскольку наибольшее сечение усеченного конуса 9 расположено по высоте пылесборника ниже плоскости пересечения границ расширения свободной струи с его боковой поверхностью, то весь запыленный воздух в объеме струи попадает в полость конуса 9 и, проходя через закручиватель 11 потока, полу.чает вращательное движение, совпадающее с направлением вращения осевого вихря в корпусе 1 циклона.

Под действием центробежных сил частицы пЕлли из воздуха выделяются. . на стенки отводной трубки 10, а цо выходу из нее отбрасываются к стенка корпуса 1 и совместно с частицами пыли, выделяемыми из -основного газового потока, возвращаются через пылевыпускное отверстие в пылесборник 5. Очищенный воздух совместно с потоком газа выводится из циклона через выхлопную трубу 4.

Использование усеченного конуса, наибольшее основание которого -расположено на установленном уровне по высоте пылесборника, в сочетании с пылеуловителем известной конструкции, расположенным в нижней части корпуса циклона, а также выполнение верхней части пылеотводящего патрубка в виде сопла с поджатием, образующим в месте его сочленения с конической частью пылесборника отверстие с острыми кромками, .обеспечивает полную локализацию, улавливание и рецирку ляцию пыли, выносимой ИЗ циклона воздухом, поступающим в пылесбор ник из атмосферы через пылеотводящий патрубок, В пезультате обеспечивается повышение эффективности очистки газа в циклоне ,и надежность его работы в процессе эксплуатации при наличии непроизводительных подсосов воздуха.

Сравнительные испытания предлагаемого циклона и известного показывают, что эффективность очистки предлагаемого циклона (кривая 12 на фиг.2) практически не изменяется при возрастании относительной величины подсосов, в то время как у иёвестногЬ (кривая 13) она падает до нуля.

Формула изобретения Циклон для очистки газа от пыли, содержащий корпус с осевым выхлопным патрубком, входной патрубок, цилиндро-конический пылесборник с осевым выходным отверстием и пылеотводньм патрубком, размещенный в пылесборнике усеченный конус с отводной трубкой, отличающийся тем, что, с целью псвышения эффективности сепарации путем снижения вторичного уноса при наличии подсоса воздуха через пылесборник, пылеотводной патрубок снабжен конусообразным переходником, суженной частью присоединенным к выходному Отверстию пылесборника, а высота h усеченного конуса, размещенного в пылесборнике, определена из соотношения

1Ь

(

)

где H - высота пылесборника;

do диаметр выходного отверстия

пылесборника;

диаметр отводной трубки;

r

5

60°; Q

25° .

(b

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3675401,0кл. В 01 D 45/16, 1972.

2.Патент ФРГ № 936488, кл. 50 е 3/10, 1955.

3.Авторское свидетельство СССР 425657, кл. В 04 С Ь/14, 1974

5

(прототип) .,