Циклон с обратным конусом

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. Циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической части и обратного конуса, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, внутренний конус, образующий кольцевую щель с обратным конусом, бункер с шибером и выхлопную трубу для выхода очищенного газа. На конце выхлопной трубы закреплен фильтрующий элемент, представляющий собой фильтрпатрон, выполненный в виде цилиндрического стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент, а на верхнем фланце фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона. Бункер для сбора пыли выполнен в виде цилиндра с наклонным днищем, угол наклона которого превышает угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли. Фильтрующий элемент фильтрпатрона выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки. Технический результат: повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является циклон по патенту RU №2256510, В04С 9/00 от 15.06.04, содержащий корпус, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, винтообразную крышку, бункер и выходной патрубок для выхода очищенного газа, причем ось входного патрубка направлена под углом к оси корпуса и по касательной к поверхности выходного патрубка, а на конце выходного патрубка очищенного газа закреплен фильтрующий элемент, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.

Это достигается тем, что в циклоне, содержащим корпус, состоящий из цилиндрической части и обратного конуса, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, внутренний конус, образующий кольцевую щель с обратным конусом, бункер с шибером и выхлопную трубу для выхода очищенного газа, на конце выхлопной трубы закреплен фильтрующий элемент, гидравлическое сопротивление которого составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а фильтрующий элемент представляет собой фильтрпатрон, выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент, а на верхнем глухом фланце фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона, причем бункер для сбора пыли выполнен в виде цилиндра с наклонным днищем, угол наклона которого превышает угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли, причем фильтрующий элемент фильтрпатрона выполнен в виде сплошной или гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного фильтровального материала или тканых материалов со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканых материалов со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из: естественных волокон животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые; искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон): искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно).

На фиг.1 изображен общий вид циклона с обратным конусом, на фиг.2 - разрез I-I фиг.1, на фиг.3 - разрез II-II фиг.1, на фиг.4 - общий вид фильтрпатронов различного типоразмера, на фиг.5 - схема механической системы регенерации фильтрпатрона, фиг.6 - схема импульсной системы регенерации фильтрпатрона.

Циклон с обратным конусом содержит корпус (фиг.1 - фиг.3), состоящий из цилиндрической части 3 и обратного конуса 4, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка 2, внутренний конус 5, образующий кольцевую щель 8 с обратным конусом 5, бункер 6 с шибером 7 и выхлопную трубу 1 для выхода очищенного газа. На фиг.2 показаны оси 9 цилиндрической части 3 корпуса. На конце выхлопной трубы 1 закреплен фильтрующий элемент 10, гидравлическое сопротивление которого составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а фильтрующий элемент 10 представляет собой фильтрпатрон, выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса 13 с верхним 11 и нижним 12 фланцами, на котором посредством ремешков 14, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент 10, а на верхнем 11 глухом фланце фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона, причем бункер 6 для сбора пыли выполнен в виде цилиндра с наклонным днищем, угол наклона которого превышает угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли (не показано). Фильтрующий элемент 10 фильтрпатрона выполнен в виде сплошной или гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного фильтровального материала или тканых материалов со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканых материалов со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из: естественных волокон животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые); искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон); искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно).

Система регенерации фильтрпатрона 10 выполнена импульсной (фиг.6) с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами (на чертеже не показано), соплами Вентури 15, продувочными трубами 16 с соплами 17 на концах и блоком управления регенерацией (не показано), соединенным с общим микропроцессором (не показано), управляющим работой фильтра во всех режимах фильтрации, причем избыточное давление сжатого воздуха составляет порядка Р_и=0,4...0,8 Па; длительность импульса τ=0,1...0,2 с; а для равномерности процесса регенерации фильтрпатрона 6 по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости, соосно фильтрующему элементу закреплен вытеснитель 18 конической формы.

Система регенерации фильтрпатрона 6 выполнена механической (фиг.5) с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу 19, соосно расположенном с фильтрующим элементом 10, по крайней мере двух пластин 20 и 21, причем вал 19 приводится во вращение от привода (на чертеже не показано), закрепленного на верхнем глухом фланце 11 фильтрпатрона и состоящего из электродвигателя, редуктора и блока управления регенерацией, соединенного с общим микропроцессором (на чертеже не показано), а пластины 20 и 21 входят во впадины гофра фильтрующего элемента 10 не более чем на 25% высоты гофра.

Циклон работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в циклон через входной патрубок 2, закручивается за счет спирального ввода и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок 3 и 4 аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз конической части 4 корпуса к бункеру 6 через кольцевую щель 8. Очищенный воздух выводится из циклона через выхлопную трубу 1. При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в коническую часть 4 корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 10, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 10 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа, повышая тем самым эффективность пылеулавливания.

Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме при следующих соотношениях основных конструктивных параметров предлагаемого устройства:

- отношение внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса к диаметру основания внутреннего конуса D₁ находится в оптимальном интервале величин: D_BH/D₁=0,714;

- разность диаметра основания обратного конуса D₂ и диаметра основания внутреннего конуса D₁ находится в оптимальном интервале величин: D₂-D₁=25...173 мм;

- отношение высоты конической части корпуса h₁ к высоте цилиндрической части корпуса h находится в оптимальном интервале величин: h₁/h=1,5;

- отношение разности диаметров основания обратного конуса D₂ и внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса D₂-D_BH к высоте конической части корпуса h₁ находится в оптимальном интервале величин: (D₂-D_BH)/h₁=0,216;

- отношение разности внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса и диаметра D₃ выхлопной трубы к высоте цилиндрической части корпуса h находится в оптимальном интервале величин: (D_BH-D₃)/h=0,25.

1. Циклон с обратным конусом, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической части и обратного конуса, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, внутренний конус, образующий кольцевую щель с обратным конусом, бункер с шибером и выхлопную трубу для выхода очищенного газа, отличающийся тем, что на конце выхлопной трубы закреплен фильтрующий элемент, представляющий собой фильтрпатрон, выполненный в виде цилиндрического стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтровальный материал, а на верхнем фланце фильтрпатрона расположена система регенераций фильтрпатрона, при этом бункер для сбора пыли выполнен в виде цилиндра с наклонным днищем, угол наклона которого превышает угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли, причем фильтровальный материал фильтрпатрона выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки, при этом система регенерации фильтрпатрона выполнена механической с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу, расположенном соосно с фильтрующим элементом, по крайней мере, двух пластин, при этом вал приводится во вращение от привода, закрепленного на верхнем фланце фильтрпатрона и состоящего из электродвигателя и редуктора, а пластины входят во впадины гофра фильтрующего элемента не более чем на 25% высоты гофра, причем система регенерации содержит блок управления регенерацией, соединенный с микропроцессором.

2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что отношение внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса к диаметру основания внутреннего конуса D₁ составляет D_BH/D₁=0,714; разность диаметра основания обратного конуса D₂ и диаметра основания внутреннего конуса D₁ находится в оптимальном интервале величин: D₂-D₁=25-173 мм; отношение высоты конической части корпуса h₁ к высоте цилиндрической части корпуса h составляет h₁/h=1,5; отношение разности диаметров основания обратного конуса D₂ и внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса D₂-D_ВН к высоте конической части корпуса h₁ составляет (D₂-D_ВН)/h₁=0,216; отношение разности внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса и диаметра D₃ выхлопной трубы к высоте цилиндрической части корпуса h составляет (D_BH-D₃)/h=0,25.

3. Циклон по п.1, отличающийся тем, что в качестве фильтровального материала используют бумажный материал, или тканые материалы со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканые материалы со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из: естественных волокон животного и растительного происхождения: шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые; искусственных органических волокон: лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон, искусственных неорганических волокон, например стеклянное волокно.