Циклон

 

Изобретение относится к устройствам для сухой очистки газов от пыли в поле центробежных сил и позволяет повысить эффективность пылеулавливания и расширить диапазон эффективной работы при повышенных нагрузках по пыли и газу. Циклон включает корпус из двух усеченных конусов, ступенчато соединенных между собой, тангенциальный входной патрубок, осевую выхлопную трубу, пылесборный бункер с выводным патрубком. Цель достигается благодаря наличию в корпусе кругового криволинейного сепарационного канала постоянного проходного сечения, который образован расположенными соосно корпусу с возможностью осевого перемещения втулочной вставкой и диском с профилированными поверхностями, а кольцевой выступ на внешней поверхности втулочной вставки позволяет равномерно распределить газ по корпусу и провести его предварительную очистку. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, l 472937A1 (51) 4 В 04 С э/103

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ной шайбой 2 с нижним конусом 3, тангенциальный входной патрубок 4, кольцевой канал 5, втулочную вставку

6 с кольцевым выступом 7,.образующим со стенкой верхнего конуса зазор 8, зону сепарации 9, диск 10. Торцовые профилированные поверхности 11 и 12 втулочной вставки 6 и диска 10 образуют. сепарационный канал 13, переходящий в отверстие выхлопной трубы 14.

Между диском 10 и основанием нижнего конуса 3 имеется зазор 15 для сбрасывания частиц пыли в бункер 16. Уловленная пыль удаляется через патрубок

17.

Форма сепарационного канала выполняется исходя из условия постоянстГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4209799/24-26 (2 ) 13.01.87 (46) 15.04.89. Бюл. Р 14 (72) M.À.Ãoëüäøòèê, С.Г ° Заварухин, M.À.ÊóçHåöoâ, Н.П.Смирнов, М.С,Жирков, А.П.Коротков, Г.С.Сергеев, В.И.Щербаков, Г.В.Юдин, А,И.Масляков, В.С.Симоненко, А.А.Горяев и А,П.Шишканов (53) 621.928.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 148023, кл . В 04 С 5/00, 1962, (54) ЦИКЛОН (57) Изобретение относится к устрой ствам для сухой очистки газов от пыли в поле центробежных сил и позволяет повысить эффективность пылеулавли,вания и расширить диапазон эффективИзобретение относится к устройствам для сухой очистки газов от пыли в поле центробежных сил и может быть использовано в металлургической, угольной химической и других отрас1 лях промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности пылеулавливания и расширение диапазона эффективной работы при повышенных нагрузках по пыли и газу.

На фиг. 1 изображен вихревой циклон, разрез; на фиг. 2 — сепарационный канал.

Циклон содержит корпус, состоящий из верхнего конуса 11 ступенчато сопряженного, например, соединительной работы при повышенных нагрузках по пыли и газу. Циклон включает корпус из двух усеченных конусов, ступенчато соединенных между собой, тангенциальный входной патрубок, осевую выхлопную трубу, пылесборный бункер с выводным патрубком. Цель достигается благодаря наличию в корпусе кругового криволинейного сепарационного канала постоянного проходного сечения, который образован расположенными соосно корпусу с возможностью осевого перемещения втулочной вставкой и диском с профилированными поверхностями, а кольцевой выступ на внешней поверхности втулочной вставки позволяет равномерно распределить газ по корпусу и провести его предварительную очистку. 2 ил.

1472137 г = à- rsins (s1ns

1о о = Q/V i 2g ва среднерасходной скорости газа вдоль канала.

Такое исполнение позволяет беэ увеличения гидравлического сопротивления канала создать благоприятные условия для отделения частиц в канале по ходу движения газа, поскольку сила, действующая на частицы со стороны газового потока и увлекающая ее к центру, остается постоянной, а центробежная сила, отбрасывающая частицу к периферии, возрастает.

Например, торцовая поверхность втулочной вставки образована вращением вокруг оси циклона четверти окружности радиуса r с центром в точке 0 (фиг. 2), R — радиус-вектор, постро» енный из точки 0 до точки торцовой поверхности диска в осевом сечении циклона, 1 — высота канала вдоль радиус-вектора R,1 — начальная высота канала, а — расстояние от точки 0 до оси циклона, s — угол между начальным и текущим положением вектора R г и r — расстояние от оси циклона до точек пересечения R с торцовыми поверхностями втулочной вставки и диска соответственно. Условие постоянства среднерасходной скорости газа

1(я)

1/2(1-r/asins+

ДЛя наилучшего использования сепарирующей способности канала без существенного увеличения гидравлического сопротивления значение среднерасходной скорости в канале не должно превьппать величину скорости газа во входном патрубке. Тогда начальная высота канала 1 определяется из соото ношения: где Q - расчетный расход газа;

V — среднерасходная скорость в канале, Для равномерного распределения газа по окружности корпуса и предварительной очистки его в области, прилегающей к выхлопной трубе, в верхней части аппарата на втулочной вставке имеется кольцевой выступ.

Для улучшения условий эвакуации отсепарированной пыли корпус выполнен из двух усеченных конусов, ступенчато сопряженных между собой соев канале означает постоянство поперечного сечения канала по ходу движе. ния газа. В данном случае поперечным сечением канала можно приближенно считать боковую поверхность усеченного конуса, построенного на окружностях радиусов r< и r

Боковая поверхность усеченного консуса равна S = и-1(r +r ). Выражая

r и r. через r s 1 и считая, что

S = const, получим уравнение для

1(s) ширины канала в зависимости от угла q

r = а — (r + 1)sins

S=ii1(2а-(1+2г) я1nsg =сопяt=27a ° 1 (1/а) . sins-21/а(1-г/аяхпя)+21 /а=0

Решая квадратное уравнение относи25 тельно 1/а, получаем:

1-г/asins- (1-r(asins) -21О /asins

1/а- — — — — — — — — — — — — — — — — --— (1-r/asin) 21 /asinsg динительной шайбой, Силы взаимодействия частиц с корпусом направлены по нормали к конической поверхности корпуса и за счет этих сил частицы в пристенной области движутся вниз

4О в сторону бункерной части.

Для предотвращения вторичного захвата пыли потоком газа иэ бункерной части последняя отделена от сепарационной части аппарата диском, пе45 рекрывающим сечение аппарата в плане, т.е. диаметр основания диска должен быть не менее диаметра нижнего основания верхнего конуса.

Циклон работает следующим образом.

Запыленный газ -через патрубок 4

I тангенциально вводится в верхнюю часть аппарата и по кольцевому каналу

5 равномерно распределяется по окружности корпуса. Далее через зазор

8, вращаясь, поступает в зону сепарации 9. При прохождении газа через зазор 8 поток газа оттесняется к стенке конуса 1 и, миновав кольцевой выступ 7, движется под ним к внешней

5 147 поверхности втулочной вставки 6, При таком движении частицы пыли при действии на них центробежных сил отстают от газа,а следовательно, вдоль внешней поверхности втулочной вставки 6 течет вниз частично очищенный от пыли поток газа. Частицы пыли, находясь в нисходящем вихре газового потока в зоне сепарации. 9, под действием центробежных сил движутся в плоскости вращения вихря от центра вращения к внутренней поверхности корпуса. Газовый вихрь с повышенным. содержанием частиц в слоях, прилегающих к внутренней поверхности корпуса, пройдя верхний конус 1, под соединительной шайбой 2 течет в радиальном направлении от центра и вниз вдоль верхней части нижнего конуса 3 корпуса, а затем разворачивается к центру аппарата. При этом движении внешние слои газа оснобождаются от частиц, сбрасывая их через зазор 15 в бункерную .часть 16. Частицы пыли, неотделившиеся в зоне сепарации 9, вместе с газом поступают в сепарационный канал 13.

Здесь частицы пыли находятся под воздействием центробежных сил, возникающих от вращения газового потока в плоскости поперечного сечения аппарата и от движения в криволинейном сепарационном канале. Центробежные силы действуют на частицы в направлении

2137 от центра аппарата и вниз. Под действием этих сил частицы, вращаясь, выпадают на торцовую профилпрованную

5 поверхность диска и выводятся через зазор 15 в бункерную часть 16 с патрубком 17. формула изобретения

Циклон, включающий корпус, тангенциальный входной патрубок, осевую выхлопную трубу, пылесборный бункер с выводным патрубком, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания и расширения диапазона эффективной работы при повышенных нагрузках по пыли и газу корпус выполнен в виде двухступенчато соединенных усеченных конусов, раскрытых вниз, и снабжен установленными соосно с корпусом с возможностью осевого перемещения втулочной вставкой и диском, торцовые

25 поверхности которых выполнены профилированными с образованием между ними кругового криволинейного канала постоянного проходного сечения, сообщающегося с выхлопной трубой, втуЗц лочная вставка выполнена с кольцевым выступом на наружной поверхности ее верхней части, а диаметр диска равен или больше диаметра нижнего основания верхнего конуса корпуса.

1472137

Составитель А.Сафонов

Редактор Н,Горват Техред. Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар г

Заказ 1649j9 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101