Аэродинамический циклон Советский патент 1982 года по МПК B04C5/107 

(54) АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ЦИКЛОН

Изобретение относится к технике обработки материалов в вихревом потоке и может быть применено в качестве аппарата для очистки.газового потока от пыли в различных отраслях народного хозяйства и, в частности, на заводах промышленности строительных материалов.

Известно вихревое устройство для разделения потоков, содержащее корлпус, вихревую камеру с. тангенциальным входным патрубком, осадительную камеру, выходной патрубок и бункер для сбора пыли 1.

Однако в этом вихревом устройстве для разделения потоков в центральной зоне цилиндрической камеры установлена выхлопная труба, заканчивающаяся выходным патрубком, которая не дает возможности развиваться газовому вихрю по всему сечению вихревой камеры с образованием в ее центре зоны разрежения, зоны квазитвердого вращения.(Это приводит к снижению эффективности разделения потоков в вихревом устройстве.

Кроме того, из-за наличия многократных поворотов газового потока внутри аппарата, устройство облгодает

большим гидравлическим сопротивлени. ем..

Известен также аэродинамический циклон для очистки потока газа от пыли, содержащий цилиндроконический корпус с входным тангенциальным и выходным осевым патрубками для газа, соединенную с входным патрубком вихревую камеру, установленную по оси

10 в цилиндрической части корпуса, стенка которой имеет йид полого усеченного конуса с отверстиями в стенке под кольцевой перегородкой на его верхнем торце, и отражатель, распо15ложенный по ёси корпуса над вихревой камерой 2 .

Недостатком известного аэродинамического циклона является невысокая эффективность очистки газового пото20ка от твердых частиц фракции 5-20 мкм.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газового потока от твердых частиц фракции 5-20 мкм за счет дополнительного оттеснения

25 твердых частиц из вихря газового потока к внутренней поверхности вихревой камеры.

Поставленная цель достигается тем, что аэродинамический циклон для очист30ки потока газа от пыли, содержащий

цилиндроконический корпус с входным тангенциальным и выходным осевым патрубками для газа, соединенную с входным патрубком вихревую камеру, установленную по оси в цилиндрической части корпуса, стенка которой имеет вид полого усеченного конуса с отверстиями в стенке под кольцевой перегородкой на его верхнем торце, и отражатель, расположенный по оси корпуса над вихревой камерой, снабже изогнутыми лопастями, установленныг- и вертикально по окружности на отражателе и образуюйшми обтекаемую вращающимся потоком газа жалюзийную решетку, и кольцом, закрепленным на верхних концах лопастей, причем входной патрубок расположен на уровне середины высоты лопастей, . .

При этом отражатель выполнен- цилиндрическим с плоской вершиной В верхней конической части, причем отношение площади кольцевой щели между нижним концом стенки вихревой камеры и корпусом к площади щели между нижним концом стенки вихревой камеры и цилиндрической частью отражателя составляет не менее 1.

Диаметры отверстий кольцевой пе- : регородки и кольца равны диаметру выходного патрубка.

На фиг. 1 изображен аэродинамический циклон, продольный разрез; на фиг. 2 -.разрез А-А на фИг. 1.

Аэродинамический циклон включает корпус 1, который в верхней части. ,имеет патрубок 2 дла выхода очищенного газового потока,а в нижней части соединен с конусным днищем 3, име ющим центральное отверстие 4 для непрерывного удаления .уловленных твердых частиц в пылесборник 5 с затвором б, вихревую камеру 7, расположенную в его центральн.ой части и выполненную в виде, полого усеченного конуса, в которой со стороны меньшего основания установлена кольцевая перегородка 8 с центральным отверстием 9, а со стороны большего основания - отражатель 10 цилиндроконической формы с глухим днищем 11 в в.ерхней части, тангенциальный патрубок 12 для ввода запыленного газового потока, жалюзийную решетку 13, выполненную в виде вертикальных профилирующих лопастей 14, изогнутых в плане в направлении вращения газового потока, расположенных внутрениими концами на диаметре окружности, равном диаметру отверстия кольцевой перегородки 8, и закрепленных в нижней части на днище отражателя, а в верхней части - на горизонтальном кольце 15, установленном между днищем отражателя и перегородкой.

Вихревай камера 7 закреплена отно Сительно корпуса 1 циклона при помощи неподвижных лопаток 16. Объем,

ограниченный корпусом 1 циклона и наружной поверхностью вихревой каме.ры 7, представляет собой пылеосадительную камеру 17. По всей окружности в самой верхней части вихревой

камеры под кольцевой перегородкой 8 выполнены окна 18 для отвода мелкодисперсной фракции пыли.

Кольцо 15 и внешние концы лопастей. 14 установлены с зазором относительно внутренней поверхности вихре1вой камеры. Высота решетки 13 составляет 2/3 высоты от днища отражателя до кольцевой перегородки. Тангенциальный патрубок ввода запыленного

газа вмонтирован в вихревую камеру, на половине высоты лопастей.

Отношение площади кольцевой щели, образованной между внешней боковой поверхностью в нижней части вихревой

камеры и внутренней поверхности корпуса 1 циклона, к площади кольцевой щели, образованной между внутренней боковой поверхностью вихревой камеры в нижней ее части и внешней боковой поверхностью цилиндрической части отражателя, составляет не менее 1. Это создает устойчивые условия работы осадительной камеры.

Устройство работает следующим

образом.

Запьшенный газовый поток чере& тангенциальный входной патрубок 12 поступает в вихревую камеру 7, где под действием центробежной силы струя

газа прижимается к внутренней поверхности камеры и движется вдоль нее по спирали. Вследствие вра1дательного движения потока в камере создаются условия, характерные для газового

вихря, т.е. значительное разрежение в центре камеры и резкий градиент давления в ее поперечном сечении. Одновременно поток газа движется от периферии к центру по спирали

Архимеда, Очень мелкие частицы пыли, которые должны попадать в центральную зону, встречая ца своем пути лопасти 14 решетки 13, отбрасываются к стенкам вихревой камеры, а под

действием центробежных сил этот процесс усиливается и развивается, в результате чего твердые частицы полностью отбрасываются и прижимаются к стенкам вихревой камеры. Далее благодаря конической форме камеры, расширяющейся книзу, и под действием собственного веса твердые части- , НЫ постоянно сползают вместе с пристенным слоем газа вниз и через кольцевую щель (5-10 мм), обраэованную в нижней части камеры ее внутренней поверхностью и внешней поверхностью цилиндрической части отражателя 10, попадают в конусное днище 3. Здесь улавливается из газового

потока примерно 92-96% пыли. Отражатель 10 и лопасти 14. жалюэ ной решетки 13 стабилизируют вихрь, способствуют дополнительному оттеснению более мелких твердых частиц из вихря газового потока к внутренней поверхности вихревойкамеры и, следовательно, повышению эффективно ти очистки, а также служат направле ному движению твердых частиц в коль цевую щель, образованную внутренней поверхностью вихревой камеры в ее нижней части и внешней поверхностью цилиндрической части отражателя. Вихревая часть лопастей 14 откры та. Кольцо 15 служит только для скрепления верхних частей лопастей 1 Между внутренней поверхностью вихре вой камеры 7 и внешними концами лопастей 14 образован зазор, -а внутренние концы лопастей расположены в плане на окружности, диаметр кото рой равен диаг 1етру отверстия -кольце вой перегородки 8, что способствует созданию и развитию газового вихря. Поскольку отвод очищенного возду ха осуществляется через верхнюю часть вихревой камеры, т.е. через отверстие кольцевой перегородки 8, то часть более мелкой фракции пыли прижимается центробежными силами к внутренней поверхности камеры и увлекается потоком газа вверх. Сепа рация этой части пыли осуществляется за счет центробежных -сил, воздействи которых возрастает с уменьшением радиуса камеры, и они выбрасывают твердые частицы через окна 18 в пылеосадительную камеру 17. В этой части камеры улавливается от 3 до 6% пыли. Наличие в структуре газового вихря области квазитвердого вращения и квазипотенциального движения обусловливает наличие поверхности раздела между ними, поэтому наиболее мелкие частицы могут находиться на границе этих областей. Сепарация этих твердых частиц из газового потока осуществляется центробежными силами при выходе газа через отверстие 9 кольцевой перегородки 8, отверстие кольцевой перегородки и отверстие кольца 15 выполнены диаметром, равным диаметру области квазитвердого вращения, которая составляет примерно 1/3 диаметра вихря. Отделившиеся твердые частицы попадают в пылеосадительную камеру 17 и сползают через кольцевую щель, образованную корпусом 1 циклона и нижней частью вихревой камеры, в коническое днище 3 а затем в пылесборник 5. В этой зоне улавливается от 0,5 до 1% пыли. Очищенный газовый поток отводится из циклона через патрубок 2. Проведенные лабораторные исследования по газоочистке в аппарате диаметром 180 tm при концентрации пыли 15-20 г/м и фракционном составе 5-20 мкм при скорости газового потока на полное поперечное сечение аппарата 6 м/с показали, что степень счистки газового потока в этих условиях составляет 98-99,5%. При этих же условиях без жалюзиной решетки 13 с лопастями 14 степень очистки составляет 85-90%. Формула изобретения 1. Аэродинамический циклон для очистки потока газа от пыли, содержащий цилиндроконический корпус с входным тангенциальным и выxoдньiI I .осевым патрубками для газа, соединенную с входным патрубком вихревую камеру, установленную по оси в цилиндрической части корпуса, стенка которой имеет вид полого усеченного конуса с отверстиями в стенке под кольцевой перегородкой на его верхнем торце, и отражатель, расположенный по оси корпуса над вихревой камерой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки Таза от мелкодисперсной фракции, он снабжен изогнутыют лопастями, установленными вертикально по окружности на.отражателе и образующтт обтекаеглую вращающимся потоком газа жалюзийную решетку, и кольцом, закрепленным на верхних концах лопастей, причем входной патрубок расположен на уровне середины высоты лопастей. 2.Циклон по п. 1, отличающий с я - тем, что отражатель выполнен цилиндроконическим с плоской вершиной в верхней конической части, причем отношение площади кольцевой щели между нижним концом стенки вихревой камеры и корпусом-к площади щели между нижним концом стенки вихревой камеры и цилиндрической частью отражателя составляет не leнее единицы. 3.Циклон по пп. 1 и 2, отлиающийся тем, что диаметры отверстий кольцевой перегородки и кольца равныдиаметру выходного патубка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 426712, кл. В 04 С 5/20, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР до заявке 2966326/23-26, кл. В 04 С 3/00, 12.06.80.