Вихревой пылеуловитель

 

Изобретение предназначено для выделения из газовых потоков взвешенных частиц. Вихревой пылеуловитель содержит корпус с тангенциально расположенными патрубками для ввода вторичного потока запыленного газа, закручивающее устройство для ввода первичного потока запыленного газа, соосно с корпусом расположенный патрубок для выхода очищенного газа, отбойную шайбу и пылесборную камеру. На верхней крышке корпуса расположена дополнительная сепарационная камера для вторичного отделения пыли, неуловленной в основной сепарационной камере. В периферийной зоне верхней крышки корпуса расположено перепускное отверстие для вывода пыли из верхней части основной сепарационной камеры в дополнительную сепарационную камеру и далее по рециркуляционному трубопроводу во входной патрубок корпуса. Между выходными патрубками основной и дополнительной сепарационных камер расположен кольцевой зазор для отвода в камеру пыли, неуловленной в камере. Верхний торец тангенциального входного патрубка располагается на расстоянии 0,0-1,0 D от верхней крышки, где D - диаметр корпуса. Входной патрубок выполнен "узким", имеет малую ширину, не превышающую 0,12 D, и высоту, равную высоте сепарационной камеры или меньшую на величину отступа от верхней крышки. Устройство обеспечивает высокую эффективность процесса отделения пыли. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для выделения из газовых потоков взвешенных частиц твердых или жидких веществ, в частности для очистки газов, в том числе воздуха, от пыли, и может быть использовано в любых отраслях промышленности, где обрабатываются порошкообразные твердые вещества и/или возникает необходимость очистки воздуха производственных помещений от пыли, например, в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Известны различные устройства для отделения твердых частиц от газов.

Известны, в частности, вихревые пылеуловители, в которых отделение твердых частиц от газов осуществляется под действием центробежных сил, возникающих в зоне взаимодействия двух направленных навстречу закрученных потоков (авторские свидетельства СССР 1466795, В 04 С 3/06, опубл. 1989; 1505592, В 04 С 3/06, опубл. 1989; 1535640, В 04 С 3/06, опубл. 1990; 1625531, В 04 С 3/06, опубл. 1991; 1768313, В 04 С 3/06, 5/30, опубл. 1992).

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является известный вихревой пылеуловитель, содержащий корпус с верхней крышкой, сепарационную камеру, один или несколько верхних тангенциальных входных патрубков для ввода закрученного вторичного потока запыленного газа, осевой нижний ввод первичного потока запыленного газа с камерой и закручивающим устройством, пылесборную камеру с пылеотводным патрубком, отбойную шайбу и осевой верхний патрубок (или отверстие) для отвода очищенного газа (авторское свидетельство СССР 1502116, В 04 С 3/06, 5/30, опубл. 1989).

Известный пылеуловитель обладает значительной металлоемкостью и существенным гидравлическим сопротивлением, что определяется структурой газовых потоков, обусловленных конструкцией пылеуловителя.

Для снижения металлоемкости за счет упрощения конструкции, снижения гидравлического сопротивления и повышения эффективности пылеулавливания, предложен вихревой пылеуловитель, содержащий корпус с верхней крышкой, сепарационную камеру, верхний тангенциальный входной патрубок для ввода закрученного вторичного потока запыленного газа, осевой нижний ввод первичного потока запыленного газа с камерой и закручивающим устройством, пылесборную камеру с пылеотводным патрубком, отбойную шайбу и осевой верхний патрубок для отвода очищенного газа, отличающийся тем, что в периферийной зоне верхней крышки имеется перепускное отверстие для отвода пыли из верхней части корпуса в дополнительную сепарационную камеру, установленную на верхней крышке корпуса.

Техническим результатом предложенной конструкции пылеуловителя является более рациональное использование структуры вихревых газовых потоков в сепарационных камерах пылеуловителя, обусловленное наличием дополнительной сепарационной камеры и отверстия в крышке, отделяющей ее от основной сепарационной камеры, и приводящее к повышению эффективности отделения пыли.

Предпочтительным является такое выполнение пылеуловителя, когда верхний торец тангенциального входного патрубка для ввода вторичного потока запыленного газа располагается на расстоянии 0,0-1,0 D от верхней крышки корпуса, где D - диаметр корпуса пылеуловителя, и этот патрубок имеет ширину не более 0,12 D и высоту, равную высоте сепарационной камеры корпуса или меньшую на величину, равную расстоянию от этого патрубка до верхней крышки. Пылеуловитель может содержать два или более тангенциальных входных патрубков для ввода вторичного потока запыленного газа, расположенных по периметру сепарационной камеры.

Предпочтительно также, чтобы закручивающее устройство для ввода первичного потока запыленного газа содержало тангенциальный входной патрубок, имеющий ширину не более 0,12 D₁, где D₁ - диаметр камеры закручивающего устройства, а отношение высоты этого патрубка к высоте камеры закручивающего устройства составляло 0,8-1,0. Пылеуловитель может также содержать два или более таких патрубков, расположенных по периметру камеры закручивающего устройства.

Для улучшения эффективности очистки газа от пыли внутри камеры закручивающего устройства для ввода первичного потока запыленного газа может быть расположен усеченный конус с отверстием в вершине для отвода газа из пылесборной камеры.

Между выходными патрубками основной и дополнительной сепарационных камер может быть расположен кольцевой зазор для отвода пыли, не уловленной в основной сепарационной камере, в дополнительную сепарационную камеру.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен в продольном разрезе общий вид предлагаемого вихревого пылеуловителя; на фиг.2 - в поперечном разрезе вид сверху одного из возможных вариантов батарейной компоновки предлагаемого вихревого пылеуловителя.

В соответствии с фиг.1 пылеуловитель состоит из корпуса 1 (корпус может быть цилиндрическим, цилиндроконическим, коническим или в виде обратного усеченного конуса), содержащего основную сепарационную камеру 2, входной патрубок 3 (один или несколько) для ввода вторичного потока запыленного газа, выходной патрубок основной сепарационной камеры 4, пылесборную камеру 5 и пылеотводной патрубок 6. В пылесборной камере 5 корпуса 1 пылеуловителя расположен осевой нижний ввод первичного потока запыленного газа, содержащий камеру 7 с закручивающим устройством, которое может быть выполнено в виде тангенциального ввода, улиточного, винтового или лопаточного завихрителя, и боковой входной патрубок 8, а также усеченный конус 9 с отверстием в вершине для отвода из пылесборной камеры 5 газа, попавшего туда вместе с уловленной пылью. На наружной поверхности камеры 7 установлена отбойная шайба 10. На верхней крышке 11 корпуса 1 расположена дополнительная сепарационная камера 12 для вторичного отделения пыли, неуловленной в основной сепарационной камере 2 корпуса 1. Камера 12 содержит осевой верхний патрубок 13 для отвода очищенного газа, патрубок 14 для вывода пыли и возврата ее по рециркуляционному трубопроводу 15 во входной патрубок 3 корпуса 1 пылеуловителя. В периферийной зоне крышки 11 корпуса 1 расположено перепускное отверстие 16 для вывода пыли из верхней части основной сепарационной камеры 2 корпуса 1 во вторичную сепарационную камеру 12 и далее по рециркуляционному трубопроводу 15 во входной патрубок 3 корпуса 1 пылеуловителя. Между выходными патрубками 4 и 13 расположен кольцевой зазор 17 для отвода пыли, неуловленной в основной сепарационной камере 2, во вторичную сепарационную камеру 12. Выходное сечение патрубка 4 имеет больший диаметр, чем входное сечение патрубка 13 (соотношение указанных диаметров устанавливается в зависимости от свойств пыли и требуемой степени очистки).

Вихревой пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный газ подается в корпус 1 через патрубки 3 и 8. Оба потока приобретают вращательно-поступательное движение, причем вращательное движение обоих потоков может осуществляться как в одну сторону, так и в разные стороны (схема взаимодействия потоков зависит от конкретной схемы использования пылеуловителя). Верхний поток проходит через периферийную зону основной сепарационной камеры 2, а нижний - через центральную. Под действием центробежных сил частицы пыли из периферийного и центрального вращающихся потоков перемещаются к стенке аппарата и выносятся в пылесборную камеру 5 через зазор между корпусом 1 и отбойной шайбой 10. Из камеры 5 пыль выводится через патрубок 6. Очищенный от пыли периферийный поток подмешивается к освободившемуся от пыли ядру центрального потока, и чистый газ выходит через осевой патрубок 4. При этом поток газа продолжает интенсивно вращаться. Неуловленные частицы пыли оттесняются к стенкам патрубка 4 и через зазор 17 между патрубками 4 и 13 выносятся в дополнительную сепарационную камеру 12, откуда через патрубок 13 по рециркуляционному трубопроводу 15 возвращаются во входной патрубок 3 корпуса 1. Также в сепарационную камеру 12 через перепускное отверстие 16 в крышке 11 корпуса поступает пыль, накапливающаяся под крышкой 11 вследствие действия восходящего вращающегося потока, отделяющегося от основного вторичного потока, поступающего в пылеуловитель через входной патрубок 3.

Указанный выше технический результат при использовании предложенного пылеуловителя возникает благодаря наличию перепускного отверстия 16 и дополнительной сепарационной камеры 12, а также благодаря расположению и конструкции входного патрубка 3. Верхний торец тангенциального входного патрубка 3 располагается на расстоянии 0,0-1,0 D от крышки 11 (где D - диаметр корпуса пылеуловителя), что позволяет использовать восходящий вращающийся поток для концентрации пыли в периферийной зоне под крышкой 11 с целью ее последующего отвода через перепускное отверстие 16 и сепарационную камеру 12 во входной патрубок 3, либо в пылесборную камеру 5. Величина 0,0-1,0 D расстояния входного патрубка 3 от верхней крышки 11 корпуса 1 определена из условия достаточности времени пребывания запыленного потока в этой части корпуса для максимально эффективной сепарации пыли и концентрации ее в периферийной зоне. Дальнейшее увеличение расстояния приведет лишь к увеличению габаритных размеров пылеуловителя и, как следствие, к росту металлоемкости и стоимости.

Конструкция входного патрубка 3 отличается тем, что имеет малую ширину (не более 0,12 D) и имеет высоту, равную высоте сепарационной камеры 2 или меньшую на величину расстояния (0,0-1,0 D) от крышки 11. Данная конструкция позволяет: направлять запыленный поток непосредственно в периферийную зону сепарационной камеры, что снижает до минимума сепарационный путь частиц пыли; максимально разделить запыленный и очищенный газовые потоки; более равномерно распределять потоки по объему сепарационной камеры (особенно, если входных патрубков два и более), что в результате позволит повысить степень очистки и снизить гидравлическое сопротивление пылеуловителя. Сепарационная зона над входным патрубком 3 под крышкой 11 с перепускным пылевым отверстием 16 и дополнительная сепарационная камера 12 создают дополнительные механизмы отделения частиц пыли от газа, что также повышает степень очистки пылеуловителя.

В случае выполнения закручивающего устройства для ввода первичного потока запыленного газа в виде камеры 7 с тангенциальным входным патрубком, входной патрубок 8 имеет конструкцию, аналогичную конструкции входного патрубка 3 корпуса 1, т.е. ширина патрубка не должна превышать 0,12 D₁ (где D₁ - диаметр камеры 7), а высота патрубка равна 0,8-1,0 высоты камеры 7. При этом камера может иметь цилиндрическую, коническую или цилиндроконическую форму, а входных патрубков может быть два или несколько.

Усеченный конус 9 с отверстием в вершине служит для отвода из пылесборной камеры 5 газа, попавшего туда вместе с уловленной пылью, за счет разрежения, создающегося в осевой зоне камеры 7, а также для снижения отрицательного влияния на степень очистки пылеуловителя возможных подсосов через патрубок 6.

Использование предложенной конструкции пылеуловителя целесообразно и в тех случаях, когда нет необходимости компенсировать вредное влияние подсосов, например при батарейной или групповой компоновке вихревых пылеуловителей (фиг.2), для сглаживания несимметричности по гидравлическому сопротивлению установленных на общем бункере элементов.

На фиг.2 изображен пример батарейной компоновки предлагаемого вихревого пылеуловителя. Элементы - пылеуловители имеют общую пылесборную камеру - бункер 18 и общий коллектор для подвода запыленного газа 19. Элементы - пылеуловители могут быть заключены в общий кожух 20, образующий с бункером единое замкнутое пространство (в этом случае это пространство может выполнять функции дополнительных сепарационных камер и рециркуляционных трубопроводов для отвода уловленной пыли в бункер). При компоновке без общего кожуха конструкция дополнительных сепарационных камер будет аналогична конструкции дополнительной сепарационной камеры одиночного пылеуловителя.

Формула изобретения

1. Вихревой пылеуловитель, содержащий корпус с верхней крышкой, сепарационную камеру, верхний тангенциальный входной патрубок для ввода закрученного вторичного потока запыленного газа, осевой нижний ввод первичного потока запыленного газа с камерой и закручивающим устройством, пылесборную камеру с пылеотводным патрубком, отбойную шайбу и осевой верхний патрубок для отвода очищенного газа, отличающийся тем, что в периферийной зоне верхней крышки имеется перепускное отверстие для отвода пыли из верхней части корпуса в дополнительную сепарационную камеру, установленную на верхней крышке корпуса.

2. Вихревой пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что верхний торец тангенциального входного патрубка для ввода вторичного потока запыленного газа располагается на расстоянии 0,0-1,0 D от верхней крышки корпуса, где D - диаметр корпуса пылеуловителя.

3. Вихревой пылеуловитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что тангенциальный входной патрубок для ввода вторичного потока запыленного газа имеет ширину не более 0,12 D и высоту, равную высоте сепарационной камеры корпуса или меньшую на величину, равную расстоянию от этого патрубка до верхней крышки.

4. Вихревой пылеуловитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он содержит два или более тангенциальных входных патрубка для ввода вторичного потока запыленного газа, расположенных по периметру сепарационной камеры.

5. Вихревой пылеуловитель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что закручивающее устройство для ввода первичного потока запыленного газа содержит тангенциальный входной патрубок, имеющий ширину не более 0,12 D₁, где D₁ - диаметр камеры закручивающего устройства, а отношение высоты этого патрубка к высоте камеры закручивающего устройства равно 0,8-1,0.

6. Вихревой пылеуловитель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он содержит два или более тангенциальных входных патрубка для ввода первичного потока запыленного газа, расположенных по периметру камеры вводного устройства.

7. Вихревой пылеуловитель по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что внутри камеры закручивающего устройства для ввода первичного потока запыленного газа расположен усеченный конус с отверстием в вершине для отвода газа из пылесборной камеры.

8. Вихревой пылеуловитель по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что между выходными патрубками основной и дополнительной сепарационных камер расположен кольцевой зазор для отвода неуловленной в основной сепарационной камере пыли в дополнительную сепарационную камеру.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.04.2010

Дата публикации: 10.12.2011

---