Циклон

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 и конической частей, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу для выхода очищенного газа, верхний и нижний корпуса с размещенным в них внутренним стаканом. В выхлопной трубе размещен рассекатель, связанный с фильтрующим элементом. Фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон, закрепленный нижним фланцем на диффузоре, соединенном с выхлопной трубой, и выполненный в виде цилиндрического стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий материал. На верхнем фланце фильтр-патрона расположена система регенерации. Бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли. Фильтрующий элемент выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки. Технический результат: повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания. 2 з.п. ф-лы, 5 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 №2257959, В04С 5/12 от 15.06.04, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу для выхода очищенного газа, верхний и нижний корпуса с размещенным в них внутренним стаканом с водосборником и сливной трубкой, причем в выхлопной трубе размещен рассекатель, связанный с фильтрующим элементом, 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, содержащем корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу для выхода очищенного газа, верхний и нижний корпуса с размещенным в них внутренним стаканом с водосборником и сливной трубкой, причем в выхлопной трубе размещен рассекатель, связанный с фильтрующим элементом, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами, гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон, закрепленный нижним фланцем на диффузоре, соединенном с выхлопной трубой, и 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 фильтр-патрона расположена система регенерации фильтр-патрона, причем бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли, причем фильтрующий элемент фильтр-патрона 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 и 5 изображен общий вид циклона, на фиг.2 - общий вид фильтр-патронов различного типоразмера, на фиг.3 - схема механической системы регенерации фильтр-патрона, фиг.4 - схема импульсной системы регенерации фильтр-патрона.

Циклон содержит корпус (фиг.1), состоящий из цилиндрической 1 и конической 2 частей, крышку 4, периферийный ввод 3 газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу 7 для выхода очищенного газа, верхний 6 и нижний 5 корпуса с размещенным в них внутренним стаканом 16 с водосборником 18 и сливной трубкой 17. В выхлопной трубе 7 размещен рассекатель 8, связанный с фильтрующим элементом 13, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.

Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента 13 составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон (фиг.2), закрепленный нижним фланцем 10 на диффузоре 9, соединенном с выхлопной трубой 7, и выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса 14 с верхним 12 и нижним 10 фланцами, на котором посредством ремешков 19, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса 14, закреплен фильтрующий элемент 11, а на верхнем глухом фланце 12 фильтр-патрона 13 расположена система регенерации фильтр-патрона (на чертеже не показано), причем бункер 2 для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли (на чертеже не показано), причем фильтрующий элемент 11 фильтр-патрона 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 фильтр-патрона 13 выполнена импульсной (фиг.4) с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами (на чертеже не показано), соплами Вентури 20, продувочными трубами 21 с соплами 22 на концах и блоком управления регенерацией (на чертеже не показано), соединенным с общим микропроцессором (на чертеже 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 фильтр-патрона 13 по всей поверхности фильтрующего элемента 11 во внутренней его полости, соосно фильтрующему элементу, закреплен вытеснитель 23 конической формы.

Система регенерации фильтр-патрона 13 выполнена механической (фиг.3) с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу 24, соосно расположенном с фильтрующим элементом 11, по крайней мере двух пластин 25 и 26, причем вал 24 приводится во вращение от привода (на чертеже не показано), закрепленного на верхнем глухом фланце 12 фильтр-патрона 13 и состоящего из электродвигателя, редуктора, и блока управления регенерацией, соединенного с общим микропроцессором (на чертеже не показано), а пластины 25 и 26 входят во впадины гофра фильтрующего элемента 11 не более чем на 25% высоты гофра.

В корпусе 1 на расстоянии h от среза внутреннего стакана 16 диаметром d соосно ему установлена отражающая шайба 15 диаметром d₁, причем отношение диаметра D цилиндрической части корпуса 1 к диаметру d внутреннего стакана 16, находится в оптимальном интервале величин: D/d 1,5...2,5, а отношение диаметра D цилиндрической части корпуса 1 к диаметру d₁ отражающей шайбы 15 находится в оптимальном интервале величин: D/d₁=-1,2...1,5, а отношение расстояния h от среза внутреннего стакана 16 до отражающей шайбы 15 к диаметру отражающей шайбы 15 находится в оптимальном интервале величин: h/d₁=1,0...1,5.

Циклон работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в циклон через входной патрубок 3, закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок корпуса 1 и 2 аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть корпуса 7, а затем в бункер для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через внутренний стакан 16 и выхлопную трубу 7. Водосборник 18 служит для сбора конденсата, который выводится через сливную трубку 17. При этом легкие, мелкодисперсные частицы пыли, не уловленные в бункере, задерживаются на фильтрующем элементе 13.

При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в коническую часть 2 корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 13, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 13 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Отражающая шайба 15 предотвращает унос мелкодисперсной фракции частиц пыли, повышая тем самым эффективность пылеулавливания.

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

- отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d внутреннего стакана находится в оптимальном интервале величин: D/d=1,5...2,5;

- отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d₁ отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D/d₁=1,2...1,5;

- отношение расстояния h от среза внутреннего стакана до отражающей шайбы к диаметру отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: h/d₁=1,0...1,5.

1. Циклон, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, и выхлопное устройство, содержащее выхлопную трубу для выхода очищенного газа, верхний и нижний корпуса, с размещенным в них внутренним стаканом с водосборником и сливной трубкой, при этом в выхлопной трубе размещен рассекатель, связанный с фильтрующим элементом, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами, отличающийся тем, что гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтрпатрон, закрепленный нижним фланцем на диффузоре, соединенном с выхлопной трубой, и выполненный в виде цилиндрического стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий материал, а на верхнем фланце фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона, при этом бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли, причем фильтрующий материал фильтрпатрона выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного 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. при этом в корпусе на расстоянии h от среза внутреннего стакана диаметром d соосно ему установлена отражающая шайба диаметром d₁, причем отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d внутреннего стакана находится в оптимальном интервале величин: D/d=1,5÷2,5, отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d₁ отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D/d₁=1,2÷1,5, а отношение расстояния h от среза внутреннего стакана до отражающей шайбы к диаметру отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: h/d₁=1,0÷1,5.

2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что система регенерации фильтрпатрона выполнена импульсной с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами, соплами Вентури, продувочными трубами с соплами на концах и с блоком управления регенерацией, соединенным с микропроцессором, управляющим работой фильтра во всех режимах фильтрации, причем избыточное давление сжатого воздуха составляет Р_и=0,4÷0,8 Па, длительность импульса τ=0,1÷0,2 с, а для равномерности процесса регенерации фильтрпатрона по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости соосно фильтрующему элементу закреплен вытеснитель конической формы.

3. Циклон по п.1, отличающийся тем, что система регенерации фильтрпатрона выполнена механической с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу, соосно расположенном 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.