Устройство для очистки газопылевого потока

 

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 раскручивателя 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 04 С 5/107

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BEÄ0ÌÑTB0 СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

С> ! о (21) 4811998/26 (22) 09.04.90 (46) 07.08;93. Бюл.¹ 29 (71) Межотраслевой центр новой техники

"Импульс" (72) В.З,Фещенко, А.А.Айвазов, В.Н.Алехин и А.В.Воробьев (56) Авторское свидетельство СССР

No 1171094, кл. В 04 С 5/107, 85 г. публ.

Авторское свидетельство СССР

N. 1782668 N 4786921/26 от 30.01.90, кл. В

04 С 5/107, публ. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОП61ЛЕВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к области выделения пыли иэ газопылевого потока при проведении циклонного процесса. Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности в работе раскручиИзобретение относится к области выделения пыли из газопылевого потока при проведении циклонного процесса и может найти применение в отраслях промышленности. н которых по условиям производства необходимо использовать возвратно-поточные аппараты для улавливания пыли.

Цепью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы сетчатого раскручивателя потоков.

Выполнение сетчатого раскручинателя потоков в виде гофрированной обечайки с

4-7 гофрами, имеющими в развертке нижний зигзагообразный край, ширина выступов которого ранна 0,7 бк. а расстояние между ними равно Оц-дк, позволяет упростить конструкцию сетчатого раскручивате5) 1832064 А1 вателя потоков. Сетчатый раскручиватель потока в виде звездчатой структуры, в которой живое сечение сеток составляет 6070, 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 раскручивателя 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 раскручивателя. При этом ширина выступов равна 0,7 бк, а ширина впадин равна Оц-дк, где ок — диаметр пылевыпускного корпуса, Оц — внутренний диаметр цилиндрической части корпуса циклона. 4 ил. ля и повысить надежность его работы при длительном воздействии динамических сил газового потока, возникающих при высоких (25 м/с и более) скоростя. газопылевого потока.

Эцо достигают тем, что гофрированную поверхность обечайки сетчатого раскручивателя 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 раскручивателя потоков обеспечивают тем, что сетчатая поверхность раскручивателя выполнена е ви1832064 де гофрированной обечайки. Такое исполнение сетчатого раскручивателя способствует повышению сопротивляемости предлагаемой конструкции раскручивателя деформациям, возникающим под действием динамических сил 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, найравлен против действий деформаций конструкции раскручивателя под влиянием динамических сил газопылевого потока. Благодаря наличию гофрированной поверхности и дугообразных стя>кек 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 степе.ни очистки без снижения ее величины по сравнению с прототипом, а также без увеличения гидравлического сопротивления уст- ройства, Изобретение поясняется чертежами.

На фигЛ схематически изображено устройства для очистки газопылевого потока, поперечный разрез; на фиг.2 дан видспереди на боковую грань гофры, где d« -диаметр пылевыпускного отверстия конуса корпуса устройства, Оц — внутренний диаметр цилиндрической части корпуса устройства, Н«

-высота конической части корпуса устройства, Н ц- высота цилиндрической части корпуса устройства.

На фиг.3 представлено поперечное горизонтальнае сечение устройства А-А на фиг.1; на фиг.4 изображена развертка гофрированной обечайки сетчатого раскручивателя потоков, где 0,5 Оц — 0,15 d« — ширина боковой грани гофры цилиндрической части корпуса устройства; 0,7 d« — ширина выступов нижнего зигзагообразного края развертки поверхности сетчатого раскручивателя, равная удвоенной величине ширины боковой грани гофры в пылевыпускном отверстии конуса корпуса устройства; Оц-d« расстояние между выступами нижнего зигзагообразного края, равное ширине впадины ; Нц — высота цилиндрической части корпуса устройства; Н« — высота конической части корпуса устройства, Сетчатый раскручиватель потока 4 установлен вертикально в зоне между торцом выходного патрубка и днам бункера 5 и образован в виде звездчатой структуры.

Звездчатая структура в поперечном горизонтальном сечении (фиг.3) выполнена в виде гофрированной обечайки, основу которой составляют боковые грани 6 гофр (рис.2), имеющие формы пятиугольника. Ко10 личество гофр в сетчатом раскручивателе потоков составляет 4-7 в зависимости от живого сечения сетчатого полотна, идущего на изготовление гофрированной обечайки.

:>Кивае сечение сетки составляет 60-707,.

Профиль нижнего конца гофрированной поверхности сетчатого раскручивателя выполнен по всей длине (фиг.4) в виде зигзагообразного края с выступами и впадинами; При атом ширина выступов равна 0,7 d«, 20 а расстояние между выступами равно Оц-б«.

Концы боковых граней гофр сетчатого раскручивателя соединены между собой по линии впадин (фиг,З) с помощью дугообразных стяжек 7. Дугообразные стяжки 7 представ25 ляют собой шпильки диаметром 2-3 мм с резьбавыми концами, выполненные из упругого материала, например пружинной проволоки, и изогнутые по форме дуги,окружности так, что хорда дчги стяжки 7 превышает ширину гофр в их свободном состоянии, Дугообразные стяжки установлены в один ряд (в случае малого диаметра корпуса устройств 40„.150 мм) или в несколько рядов (в случае корпусов устройств 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

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

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Газопылевой поток пос.гу45 пает через входной патрубок 2 (тангенциальный или спиральный улиточный) в корпус устройства 1 и приобретает вращательное движение. Нисходящий винтообразно вращающийся поток опускается вдоль

50 внутренних стенок корпуса устройства 1 и на своем пути многократно проходит через боковые грани 6 гофрированной обечайки сетчатого раскручивателя потоков 4, что Iloзволяет интенсивна раскрутить нисходящий и восходящий потоки и тем снизить гидравлическое сопротивление устройства.

Нисходящий вращающийся поток, в котором сконцентрирована основная масса . выделяемой пыли, поступает далее в бункер

5, где происходит окончательное осаждение

1832064

15

25

35

55 частиц. Затем поток совершает поворот на

1800 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 раскручивателя потоков 4 и удаляется иэ корпуса устройства 1 через, осевой выходной патрубок 3. При выходе восходящего вращающегocR потока иэ пылевыпускного отверстия конуса корпуса устройства указанный вихревой поток постепенно расширяется, так что его ближайшая к продольной оси устройства периферийная граница вихря изменяется от 0,15бх до 0.3600n — 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 0,35г1к. 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

Н». 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 поверхног стей, как известно, позволяет максимально уменьшить гидравлическое сопротивление устройства, связанное с использованием укаэанного диапазона живого сечения сетчатой поверхности, а также обеспечить высокую степень очистки газопылевого потока, Благодаря тому, что живое сечение сетки раскручивателя составляет 60-70 g„ 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 частиц 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 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 достигается высокая степень очистки газа от пыли.

Опорными элементами звездчатой структуры гофрированного сетчатого раскручивателя потоков 4 являются дугообразные стяжки 7. Дугообразные стяжки установлены в сетчатом раскручивателе s зоне минимального динамического воздействия потоков. Дугообразные стяжки 7 установлены 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 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 сетчатого раскручивателя потоков при длительном воздействии высоких скоростей газопылевого потока.

Дугообразные стяжки 7 устанавливают в один ряд в случае применения в устройстве 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 гаэопылевого потока корпусов устройств большего диаметра чем 150 мм, дугообразные стяжки устанавлиьа.от в несколько рядов по всей высоте цилиндрической части корпуса внутри обечайки, Корпус устройства 1 выполнен разьемным в месте соединения его цилиндрической части с конической частью при помощи фланцевого соединения 8. Разьемный корпус устройства позволяет быстро произвести работы, связанные с установкой и монтажом сетчатого раскручивателя потоков в корпусе устройства, что бывает необ1832064

Таким образом, испытания предлагаемого устройства подтвердили то обстоятельство, что ега технические характеристики не изменились при выполнении конструкции сетчатого раскручивателя потока в виде гофрированной обечайки, 55 ходимо 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 5 корпуса устройства, а гофры имеют треугольное сечение (фиг.3).

Ниже приводятся результаты конкретного исполнения устройства, его испытания и сравнение испытаний предлагаемого уст- 10 ройства с результатами испытаний известного устройства.

Так, при испытаниях предлагаемого устройства живое сечейие гофрированной поверхности сетчатого раскручивателя 15 потоков составило 60 jo, размер ячеек сетки

Зх3 мм, число гафр равнялось 4(число боковых граней гофр составляло 8). Скорость входа газопылевого потока в корпус устройства составляла 28 м/с, начальная концент- 20 рация пыли составляла 10,5 г/м . В качестве улавливаемого порошка использовалась фракция порошка пентапласта марки А-2ТУ

05-1423-74. Его гранулометрический состав составил 10-550 мкм, средний диаметр час- 25, тиц составил 53 мкм, плотность пентапласта, равна 1400 кгlм .

Гидравлическое сопротивление предлагаемого устройства составило 276 Па, а степень очистки 98,67. 30

Результаты испытаний известного устройства показали, что при тех же практиче. ски параметрах циклонного процесса: входной скорости газопылевого потока, равной 29 м/с и его начальной концентра- 35 ции по пыли, равной 10 гlм, гидравлическое сопротивление известного устройства составило 268 Па, а степень очистки 98,5%.

Испытания предлагаемого устройства при живом сечении гофрированной поверх- 40 ности сетчатого раскручивателя потоков, равном 70%(размер ячеек сетки составлял

4х4); числе гофр, равном 7 (число боковых граней гофр при этом составило 14), начальной концентрации пыли 10.5 r/ñì, входной 45 з скорости в корпус устройства, равной 28 м/с показали, что гидравлическое сопротивление предлагаемого устройства составило

306 Па, а степень очистки 98,8;ь. В известном устройстве при тех же практически парамет- 50 рах циклонного процесса гидравлическое сопротивление известного устройства составляло 292 Па, а степень очистки 98,7 Д, 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 беэ деформации гофрированной обечайки сетчатого раскручивателя потоков и разрушения ее поверхности.

Абсолютные размеры испытанного сетчатого раскручивателя потоков составили следующие величины при Оц = 80 мм и б» =

ЗОмм; Нц=60мм; Н»= 100 мм; Нц+ Н» =160 мм, Оц" d» = 50 мм 0,7 d» = 21 мм; 0,35 б» =

10,5 мм; 0,5 Оц-. 0,15 d» = 35,5 мм. Дугообразные стяжки были установлены в один ряд посередине высоты цилиндрической части корпуса внутри обечайки, Таким образом, результаты испытаний показывают, что предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию сетчатого раскручивателя потоков и повысить надежность его работы при длительном воздействии динамических сил газопылевого потока с высокими значениями входной скорости потока в корпус устройства.

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

Это же обстоятельство позволило отказаться в предлагаемой конструкции раскручивателя от трудоемких сварочных или паяльных операций, связанных с монтажом сеток и упростить конструкцию раскручивателя.

Выполнение сетчатого раскручивателя потоков в виде гофрированной обечайки с

4-7 гофрами, имеющими в развертке нижний зигзагообразный край, ширина которога равна 0,7 d», а расстояние между ними равно Оц - б», позволяет в предлагаемой конструкции сетчатого раскручивателя потоков учесть размеры восходящего потока после его прохождения через пылевыпускное отверстие конуса корпуса устройства.

Это позволяет соответственно уменьшить поверхность сетки сетчатого раскручивателя потоков и снизить его металлоемкость на величину площади сетки, равную произведению 0,15 d» на высоту сетчатого раскручивателя потоков и на число боковых граней ега гофрированной обечайки.

Применение устройства позволит создать высокоэффективные конструкции уст1832064 ройств для очистки газопылевых потоков с низкими знергозатратами и высокой степенью очистки.

Формула изобретения

Устройство для очистки газопылевого потока, содержащее цилиндроконический разъемный корпус с центральным пылевыпускным 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, отл и ч а ющ е е с я тем,что,сцелью упрощения конструкции и повышения надежности работы сетчатого раскручивателя, звездчатая структура выполнена в виде гофрированной обечайки с 4.-7 гофрами, имею5 щей в развертке нижний зигзагообразный край, ширина выступов которого равна 0,7

d», а расстояние между ними равно Оц - dK, где dy, — диаметр пылевыпускного отверстия; Оц — внутренний диаметр цилиндриче10 ской 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 внут15 ри обечайки, 1832064

Составитель B.Фещенко

Техред M,Ìîðãåíòàë КоРРектоР И.LUynna

Редактор

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

Заказ 2601 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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