Способ улавливания пыли и пылеуловитель

 

Изобретение относится к технике, предназначенной для сухой очистки газов от пыли, и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что способ улавливания пыли включает введение запыленного газа в пылеуловитель, классификацию частиц пыли по фракциям, первоначально отделяют грубую фракцию, изменяют направление газового потока на 180^o и ведут классификацию при периодическом изменении восходящего направления газового потока на нисходящее. При этом разные фракции пыли собирают в разные приемники. В пылесборнике завихритель выполнен в виде размещенного на верхнем конце осевого патрубка ввода запыленного воздуха полого диска с размещенными лопатками. Кроме того, пылеуловитель снабжен экраном в виде усеченного конуса, расположенным под завихрителем и меньшим основанием, укрепленным по нижнему краю диска, и цилиндрической перегородкой, в верхней ее части прикрепленной к нижнему краю диска с противоположной от экрана стороны. Приемный цилиндр установлен коаксиально патрубку вывода очищенного газа, выполненному в нижней части с наклонным днищем и размещенному с зазором между его верхним краем и нижней стенкой завихрителя. Цилиндрическая перегородка установлена между приемным цилиндром и патрубком для вывода очищенного газа. Осевой патрубок вывода очищенного газа установлен концентрично снаружи патрубка ввода запыленного газа. При этом стенка патрубка ввода запыленного газа, нижняя стенка завихрителя, стенка экрана и цилиндрическая перегородка расположены с образованием сообщающихся между собой полостей. Техническим результатом изобретения является повышение степени и эффективности пылеулавливания за счет снижения вторичного уноса мелкодисперсной пыли и расширение функциональных возможностей аппарата. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится области техники, предназначенной для сухой очистки газов от пыли, и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Известны способ и пылеосадительная камера, включающие улавливание пыли в корпусе аппарата, разделенного перегородками (Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н. С. "Техника защиты окружающей среды", М.: Химия, 1989, стр. 31, рис. 1-2, б).

Указанные способ и пылеосадительная камера обладают низкой эффективностью работы, особенно для извлечения мелкодисперсной пыли, т.к. в камере не создаются закрученные потоки, а значит не используются центробежные силы при разделении системы "газ - твердое тело".

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является известный из а.с. N 1629077, кл. В 01 D 45/06, 1991, способ улавливания пыли, включающий введение запыленного газа в пылеуловитель, классификацию частиц пыли и отделение и сбор разных фракций пыли в разные приемники, причем первоначально отделяют грубую фракцию.

Из а. с. N 289817, кл. В 01 D 45/1971 г. известен пылеуловитель, содержащий корпус, размещенный в нем осевой патрубок ввода запыленного газа, на верхнем конце которого установлен завихритель и осевой патрубок вывода очищенного газа.

Недостатком данных способа и аппарата является низкая эффективность за счет вторичного уноса пыли, т. к. недостаточно используется инерционная составляющая результирующей всех сил (центробежной, инерционной и гравитационной), действующих на твердые частицы при их извлечении из газового потока.

Техническим результатом изобретения является повышение степени и эффективности пылеулавливания за счет снижения вторичного уноса мелкодисперсной пыли и расширение функциональных возможностей аппарата.

Технический результат достигается тем, что в способе улавливания пыли, включающем введение запыленного потока газа в пылеуловитель, классификацию частиц пыли и их отделение и сбор разных фракций пыли в разные приемники, причем первоначально обеспечивают отделение грубой фракции, согласно изобретению, после отделения грубой фракции направление газового потока изменяют на 180^o и направляют его под экран с образованием восходящего потока при движении между внутренней стенкой экрана и стенкой приемного цилиндра, а классификацию частиц ведут при периодическом изменении восходящего направления газового потока на нисходящее, при этом процесс осуществляют с уменьшением площади сечения нисходящих каналов пылеуловителя по ходу движения газового потока от периферии к центру при соблюдении условия S₁>S₂, причем S₁ = π/4(D²-d²₁), а S₂ = π/4(d²₂-d²₃), где S₁ - площадь сечения пространства между стенкой корпуса пылеуловителя и экраном, мм²; S₂ - площадь сечения пространства между стенкой приемного цилиндра и цилиндрической перегородкой, закрепленной с противоположной от экрана стороны и установленной между стенкой приемного цилиндра и размещенного концентрично относительно него осевого патрубка для вывода очищенного газа, мм²; D₁ - диаметр корпуса уловителя, мм; d₁ - диаметр экрана, мм; d₂ - диаметр приемного цилиндра, мм; d₃ - диаметр цилиндрической перегородки, мм.

Кроме того, технический результат достигается в пылеуловителе, содержащем корпус, размещенный в нем осевой патрубок ввода запыленного газа, на верхнем конце которого установлен завихритель, и осевой патрубок вывода очищенного газа, согласно изобретению, тем, что завихритель выполнен в виде полого диска с размещенными в нем жестко закрепленными профилированными лопатками, также пылеуловитель снабжен экраном в виде усеченного конуса, расположенным под завихрителем и меньшим основанием укрепленным по нижнему краю диска, и цилиндрической перегородкой, в верхней ее части прикрепленной к нижнему краю диска с противоположной от экрана стороны, и приемным цилиндром, установленным коаксиально патрубку вывода очищенного газа, выполненным в нижней части с наклонным днищем и размещенным с зазором между его верхним краем и нижней стенкой завихрителя, цилиндрическая перегородка установлена между приемным цилиндром и патрубком для вывода очищенного газа, осевой патрубок вывода очищенного газа установлен концентрично снаружи патрубка ввода запыленного газа, при этом стенка патрубка ввода запыленного газа, нижняя стенка завихрителя, стенка экрана и цилиндрическая перегородка расположены с образованием сообщающихся между собой полостей.

Кроме того, цилиндрическая перегородка установлена с зазором между ее нижней кромкой и наклонным днищем приемного цилиндра, а приемный цилиндр выполнен с перегородками, образующими несколько приемных отделений.

За счет указанных выше признаков достигается технический результат - повышение степени и эффективности пылеулавливания за счет снижения вторичного уноса мелкодисперсной пыли и расширение функциональных возможностей аппарата.

Уменьшение площади сечения нисходящих каналов, образованных стенками цилиндров и перегородок, по ходу движения газового потока от периферии к центру на 10-15% уже снижает вторичный унос пыли, по крайней мере, на 10-15%.

Заявленный способ осуществляется за счет представленного ниже пылеуловителя.

На фиг.1 представлен общий вид пылеуловителя; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.З - разрез Б-Б.

Пылеуловитель состоит из корпуса 1 с размещенным в нем завихрителем 2, выполненным в виде полого диска и состоящим из верхней 3 и нижней стенки 4, между которыми расположены профилированные лопатки 5. По оси корпуса 1 расположен патрубок ввода 6 запыленного газа, примыкающий к нижней стенке завихрителя. Концентрично снаружи патрубка ввода 6 под завихрителем установлен патрубок вывода 7 очищенного газа. По наружной нижней стенке 4 завихрителя 2 установлен экран 8 в виде усеченного конуса. Между корпусом аппарата 1 и патрубком вывода очищенного газа 7 под завихрителем 2 установлен приемный цилиндр 9 с наклонным днищем 10 и патрубком 11, расположенным в нижней части днища для выгрузки пыли. Между верхним краем приемного цилиндра 9 и нижней стенкой 4 завихрителя 3 образован зазор. Между стенкой приемного цилиндра 9 и стенкой патрубка очищенного газа 7 коаксиально им установлена перегородка 12 цилиндрической формы, верхний край которой прикреплен к нижней стенке 4 завихрителя 2, а нижний край перегородки 12 образует зазор с наклонным днищем 10 приемного цилиндра 9. Нижняя часть корпуса 1 аппарата заканчивается наклонным днищем 13 с патрубком 14 для отвода крупных частиц пыли из него. Нижний край перегородки 12 расположен ниже верхнего края приемного цилиндра 9 и верхнего края патрубка вывода очищенного газа 7, а нижний край экрана 8 расположен ниже верхнего края приемного цилиндра 9, при этом стенка патрубка ввода 6 запыленного газа, нижняя стенка завихрителя 2, стенка экрана и цилиндрическая перегородка 12 расположены с образованием сообщающихся между собой полостей.

Пылеуловитель работает следующим образом. Запыленный газ через входной патрубок 6 поступает в завихритель 2. Отделение частиц пыли в закрученном потоке под действием центробежных сил начинается с завихрителя 2 при обтекании его лопастей, затем наиболее интенсивно в пространстве между экраном 8 и корпусом 1.

Отделившаяся пыль по стенке корпуса 1 под действием силы тяжести опускается в его нижнюю часть и собирается на наклонном днище 13 и через патрубок 14 удаляется из аппарата. Газовый поток, очищенный от крупных частиц пыли, изменяет свое направление на 180^o и поступает под экран 8, образуя восходящий поток при движении между внутренней стенкой экрана 8 и стенкой приемного цилиндра 9. Затем, отражаясь от нижней стенки 4 завихрителя 2, вновь изменяет свое восходящее направление движения на нисходящее и поступает в приемный цилиндр 9.

Окончательное отделение мелких частиц пыли от газа происходит в пространстве между стенкой приемного цилиндра 9 и внешней стенкой патрубка очищенного газа 7. При этом пыль за счет сил инерции выделяется из газового потока и собирается на наклонном днище 10 в нижней части приемного цилиндра 9, а затем через патрубок 11 удаляется из аппарата.

Очищенный газовый поток, изменив свое нисходящее движение на восходящее, проходит пространство между перегородкой 12 и внешней стенкой патрубка 7, вновь отражается от нижней стенки 4 завихрителя и через зазор между верхним краем патрубка 7 и нижней стенкой 4 завихрителя 2 попадает в патрубок очищенного газа 7 и выводится из пылеуловителя.

Обеспечение улавливания частиц мелкой пыли, являющихся продуктом вторичного уноса на предыдущих стадиях пылеулавливания в аппарате, происходит за счет создания более высоких инерционных сил (а значит и более высоких скоростей в нисходящем потоке) в пространстве между стенкой приемного цилиндра 9 и перегородкой 12 по сравнению с инерционными силами в нисходящем потоке в пространстве между экраном 8 и корпусом 1, что достигается уменьшением площади сечения S₂ в пространстве между стенкой приемного цилиндра и перегородкой по сравнению с площадью сечения S₁ между экраном и стенкой корпуса. Таким образом выполняется условие: S₁>S₂, где S₁ = π/4(D²-d²₁), а S₂ = π/4(d²₂-d²₃),
D -диаметр корпуса пылеуловителя, мм;
d₁ - диаметр экрана, мм;
d₂ - диаметр приемного цилиндра, мм;
d₃ - диаметр цилиндрической перегородки, мм.

Формула изобретения

1. Способ улавливания пыли, включающий введение запыленного газового потока в пылеуловитель, классификацию частиц пыли и их отделение и сбор разных фракций пыли в разные приемники, причем первоначально отделяют грубую фракцию, отличающийся тем, что после отделения грубой фракции направление газового потока изменяют на 180^oС и направляют его под экран с образованием восходящего потока при движении между внутренней стенкой экрана и стенкой приемного цилиндра, а классификацию частиц пыли ведут при периодическом изменении восходящего направления газового потока на нисходящее, при этом процесс осуществляют с уменьшением площади сечения нисходящих каналов пылеуловителя по ходу движения газового потока от периферии к центру при соблюдении условия S₁ > S₂, причем
S₁ = π/4(D²-d²₁),
S₂ = π/4(d²₂-d²₃),
где S₁ - площадь сечения пространства между стенкой корпуса пылеуловителя и экраном, мм;
S₂ - площадь сечения пространства между стенкой приемного цилиндра и цилиндрической перегородкой, закрепленной с противоположной от экрана стороны и установленной между стенкой приемного цилиндра и размещенного концентрично относительно него осевого патрубка для вывода очищенного газа, мм;
D₁ - диаметр корпуса уловителя, мм;
d₁ - диаметр экрана, мм;
d₂ - диаметр приемного цилиндра, мм;
d₃ - диаметр цилиндрической перегородки, мм.

2. Пылеуловитель, содержащий корпус, размещенный в нем осевой патрубок ввода запыленного потока газа, на верхнем конце которого установлен завихритель, и осевой патрубок вывода очищенного газа, отличающийся тем, что завихритель выполнен в виде полого диска с размещенными в нем жестко закрепленными профилированными лопатками, пылеуловитель снабжен экраном в виде усеченного конуса, расположенным под завихрителем и меньшим основанием укрепленным по нижнему краю диска, и цилиндрической перегородкой, в верхней ее части прикрепленной к нижнему краю диска с противоположной от экрана стороны, и приемным цилиндром, установленным коаксиально патрубку вывода очищенного газа, выполненным в нижней части с наклонным днищем и размещенным с зазором между его верхним краем и нижней стенкой завихрителя, цилиндрическая перегородка установлена между приемным цилиндром и осевым патрубком для вывода очищенного газа, осевой патрубок для вывода очищенного газа установлен концентрично снаружи осевого патрубка ввода запыленного газа, при этом стенка патрубка ввода запыленного газа, нижняя стенка завихрителя, стенка экрана и цилиндрическая перегородка расположены с образованием сообщающихся между собой полостей.

3. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая перегородка установлена с зазором между ее нижней кромкой и наклонным днищем приемного цилиндра.

4. Пылеуловитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемный цилиндр выполнен с перегородками, образующими несколько приемных отделений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3