Устройство для вихревого пылеулавливания

Авторы патента:

B04C3/06 - конструкции впускных или выпускных каналов вихревых камер

B01D45/12 - с использованием центробежных сил (центрифуги B04B; циклоны B04C)

Владельцы патента RU 2509609:

Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" (RU)

Изобретение предназначено для очистки газов от пыли в различных отраслях промышленности (химической, горной, пищевой, текстильной и др.) и в энергетике и основано на применении закрученных или вихревых потоков. Устройство для вихревого пылеулавливания содержит сепарационную камеру, в верхней части которой расположены осевой выхлопной патрубок и тангенциальный ввод закрученного вторичного потока, а с нижней частью соединена пылесборная камера с выгрузочным отверстием, на которой закреплен тангенциальный патрубок для ввода первичного потока, соединенный с осевым цилиндром, выходное отверстие которого и соосная ему отбойная шайба расположены в сепарационной камере. Тангенциальный патрубок выполнен с узлом рециркуляции потока из пылесборной камеры в сепарационную камеру с регулятором расхода. В сепарационной камере на выхлопном патрубке закреплен кольцевой обтекатель вогнутой формы, установленный с зазором между его краем и верхней стенкой сепарационной камеры. Предпочтительно, верхняя стенка сепарационной камеры в осевом сечении имеет форму полуовала. Предпочтительно, на расположенной в сепарационной камере части выхлопного патрубка выполнены отверстия по кольцевой линии. Технический результат: повышение эффективности пылеулавливания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известно устройство вихревого пылеулавливания, которое содержит сепарационную камеру, в верхней части которой расположены выхлопной патрубок и ввод вторичного потока, а с нижней частью соединена пылесборная камера, на которой закреплен патрубок для ввода первичного потока, соединенный с осевым цилиндром, выходное отверстие которого и соосная ему отбойная шайба расположены в сепарационной камере (книга Сажин Б.С., Гудим Л.И. Вихревые пылеуловители, Химия, 1995, с.12, рис.1.26).

Недостатки данного устройства заключаются в отсутствие узла циркуляции из пылесборной камеры в зону сепарации, повышенное гидравлическое сопротивление из-за резкого изменения сечения входного вторичного потока при входе в аппарат, отсутствие узла дополнительного закручивания и торможения вторичного входного потока, способствующих интенсификации коагуляции пыли. Кроме того, отсутствует устройство удаления пыли из выхлопного патрубка. Указанные недостатки значительно снижают эффективность пылеулавливания.

Известно устройство вихревого пылеулавливания, которое содержит сепарационную камеру, в верхней части которой расположены выхлопной патрубок и ввод вторичного потока, а с нижней частью соединена пылесборная камера, на которой закреплен патрубок для ввода первичного потока, соединенный с осевым цилиндром, выходное отверстие которого и соосная ему отбойная шайба расположены в сепарационной камере. Это устройство также содержит узел циркуляции из пылесборной камеры в сепарационную камеру, узел дополнительного закручивания и торможения вторичного входного потока, способствующий интенсификации коагуляции пыли (патент РФ №2132750, опубл. 10.07.1999).

Недостатки данного устройства заключаются в отсутствие обеспечения плавного входа вторичного потока в аппарат, а также отсутствие удаления пыли с внутренней поверхности выхлопного патрубка, что повышает гидравлическое сопротивление аппарата и снижает эффективность пылеулавливания.

Технический результат заключается в повышении эффективности пылеулавливания.

Технический результат достигается тем, что в устройстве вихревого пылеулавливания, содержащем сепарационную камеру, в верхней части которой расположены осевой выхлопной патрубок и тангенциальный ввод закрученного вторичного потока, а с нижней частью соединена пылесборная камера с выгрузочным отверстием, на которой закреплен тангенциальный патрубок для ввода первичного потока, соединенный с осевым цилиндром, выходное отверстие которого и соосная ему отбойная шайба расположены в сепарационной камере, причем тангенциальный патрубок выполнен с узлом рециркуляции потока из пылесборной камеры в сепарационную камеру с регулятором расхода, согласно изменению, в сепарационной камере на выхлопном патрубке закреплен кольцевой обтекатель вогнутой формы, установленный с зазором между его краем и верхней стенкой сепарационной камеры.

Предпочтительно, верхняя стенка сепарационной камеры в осевом сечении имеет форму полуовала.

Предпочтительно, на расположенной в сепарационной камере части выхлопного патрубка выполнены отверстия по кольцевой линии.

В предлагаемом устройстве отсутствует резкое изменение сечения по мере движения вторичного потока за счет вогнутой формы верхней части корпуса и кольцевого обтекателя, что снижает гидравлическое сопротивление как при входе в аппарат, так и внутри него, и в конечном итоге повышает эффективность очистки. Выполнение отверстий для удаления пыли по кольцевой линии на погруженной в сепарационную камеру части выхлопного патрубка, использование кольцевого обтекателя вогнутой формы, закрепленного на выхлопном патрубке с образованием зазора между краем обтекателя и верхней стенкой сепарационной камеры, обеспечивает отекание пыли, удаленной с внутренней поверхности выхлопного патрубка, в пылесборную камеру, что обеспечивает дополнительное повышение эффективности пылеулавливания. Возможность регулирования величины зазора между краем обтекателя и верхней стенкой сепарационной камеры позволяет контролировать поток пыли, который возвращается из выхлопного патрубка в аппарат. За счет чего снижается количество уносимой из аппарата пыли, то есть повышается эффективность пылеулавливания. Величина зазора между краем обтекателя и верхней стенкой сепарационной камеры выбирается в зависимости от свойств пыли (размера, концентрации и плотности ее частиц). Перемещение обтекателя позволяет регулировать величину этого зазора. Применение принципа и устройств дополнительного закручивания и устройств торможения входных потоков способствует интенсивной коагуляции пыли, ее отделению в сепарационной камере и повышению эффективности очистки. Использование тангенциального ввода вторичного закрученного потока с завихрителем и расширителем, узла рециркуляции потока из пылесборной камеры в зону, расположенную выше отбойной шайбы, включающего регулируемое отверстие на тангенциальном патрубке для ввода первичного потока, также повышает эффективность пылеулавливания. По возможности, плавное изменение сечения потоков организовано на всем пути их следования, что снижает гидравлическое сопротивление в данном устройстве. Сепарацию частиц пыли из потоков также организовывают на всем пути их следования, что обеспечивает максимальное повышение эффективности пылеулавливания в данном устройстве.

Предлагаемое устройство вихревого пылеулавливания дает возможность существенно повысить эффективность пылеулавливания.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом (фиг.1), где:

1 - сепарационная камера;

2 - завихритель;

3 - диффузор;

4 - выхлопной патрубок;

5 - обтекатель;

6 - зазор между краем обтекателя и верхней стенкой сепарационной камеры;

7 - отверстия по кольцевой линии;

8 - пылесборная камера;

9 - тангенциальный патрубок для ввода первичного потока;

10 - осевой цилиндр;

11 - отбойная шайба;

12 - отверстие;

13 - подвижное кольцо;

14 - выгрузочное отверстие;

15 - тангенциальный ввод закрученного вторичного потока.

Устройство для вихревого пылеулавливания содержит сепарационную камеру 1, в верхней части которой расположены осевой выхлопной патрубок 4 и тангенциальный ввод 15 закрученного вторичного потока (фиг.1). А с нижней частью сепарационной камеры 1 соединена пылесборная камера 8 с выгрузочным отверстием 14, на котором закреплен тангенциальный патрубок 9 для ввода первичного потока, соединенный с осевым цилиндром 10. Выходное отверстие осевого цилиндра 10 и соосная ему отбойная шайба 11 расположены в сепарационной камере 1. Причем тангенциальный патрубок 9 выполнен с узлом рециркуляции потока из пылесборной камеры 8 в сепарационную камеру с регулятором расхода, включающим подвижное кольцо 13 и отверстие 12 (фиг.1). На выхлопном патрубке 4 закреплен кольцевой обтекатель 5 вогнутой формы, установленный с зазором 6 между его краем и верхней стенкой сепарационной камеры 1. Величина зазора 6 между краем обтекателя 5 и верхней стенкой сепарационной камеры 1 отрегулирована перемещением обтекателя 5, согласно свойствам пыли (размеру, концентрации и плотности ее частиц). На расположенной в сепарационной камере 1 (фиг.1) части выхлопного патрубка 4 выполнены отверстия 7 по кольцевой линии. Верхняя стенка сепарационной камеры 1 в осевом сечении выполнена в форме полуовала.

Устройство для вихревого пылеулавливания работает следующим образом.

Запыленный газ подается в сепарационную камеру 1, верхняя часть которой выполнена в форме полуовала для снижения гидравлических потерь потока и поддержания дополнительного закручивания подаваемого газа (фиг.1). Запыленный газ подается тангенциально, через завихритель 2 (лопаточного, осевого, улиточного, или другого типа), где приобретает вращение в направлении, перпендикулярном оси сепарационной камеры 1, и, двигаясь через диффузор 3, замедляет свое движение (затормаживается). Торможение потока может быть также достигнуто за счет шероховатой, волнообразной поверхности тангенциального ввода 15 для ввода вторичного потока. При торможении вращающегося потока содержащиеся в нем частицы пыли устремляются к центру вращения, где объединяются в агрегаты, часто в виде жгута (происходит интенсивная коагуляция частиц пыли). Процесс коагуляции пыли заканчивается в самой сепарационной камере 1, куда вторичный поток подается тангенциально и где приобретает второе вращение вокруг оси аппарата. Сюда же стекает пыль, удаленная с внутренней поверхности выхлопного патрубка 4 через отверстия 7 и зазор 6. Под действием центробежных сил в сепарационной камере 1 вращающиеся агрегаты пыли отбрасываются к стенке камеры 1. Центробежная сила пропорциональна массе агрегатированных частиц. Чем крупнее агрегаты частиц, тем больше их масса и тем быстрее они достигают стенки камеры 1 и выше степень очистки газа. Агрегаты частиц, вращаясь под действием силы тяжести, опускаются вдоль стенки камеры 1 в зазор между стенкой и отбойной шайбой 11, а затем опускаются в пылесборной камере 8 к выгрузочному отверстию 14. Наличие кольцевого обтекателя 5 вогнутой формы, закрепленного на наружной поверхности выхлопного патрубка 4, максимально снижает гидравлическое сопротивление вращающегося вторичного потока, тем самым способствует сохранению агрегатов частиц пыли и повышению эффективности пылеулавливания. Запыленный газ тангенциального первичного потока входит в сепарационную камеру через тангенциальный патрубок 9 и осевой цилиндр 10, где подвергается сепарации, взаимодействуя с вторичным потоком. Для увлечения пыли в зазор между стенками камеры 1 и отбойной шайбой 11 используют узел рециркуляции потока из пылесборной камеры 8 в зону, расположенную выше отбойной шайбы 11, включающий отверстие 12 на тангенциальном патрубке 9 и подвижное кольцо 13. Поток, движущийся в тангенциальном патрубке 9, засасывает через отверстие 12 газ из пылесборной камеры 8. Регулируя степень открытия отверстия 12, путем перемещения кольца 13, устанавливают необходимый расход циркуляционного потока.

Таким образом, предлагаемое устройство для вихревого пылеулавливания повышает эффективность пылеулавливания.

1. Устройство для вихревого пылеулавливания, содержащее сепарационную камеру, в верхней части которой расположены осевой выхлопной патрубок и тангенциальный ввод закрученного вторичного потока, а с нижней частью соединена пылесборная камера с выгрузочным отверстием, на которой закреплен тангенциальный патрубок для ввода первичного потока, соединенный с осевым цилиндром, выходное отверстие которого и соосная ему отбойная шайба расположены в сепарационной камере, причем тангенциальный патрубок выполнен с узлом рециркуляции потока из пылесборной камеры в сепарационную камеру с регулятором расхода, отличающееся тем, что в сепарационной камере на выхлопном патрубке закреплен кольцевой обтекатель вогнутой формы, установленный с зазором между его краем и верхней стенкой сепарационной камеры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя стенка сепарационной камеры в осевом сечении имеет форму полуовала.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на расположенной в сепарационной камере части выхлопного патрубка выполнены отверстия по кольцевой линии.

Изобретение относится к аппаратам для классификации дисперсных материалов и может быть использовано в строительной, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Циклонный сепаратор со спиральным выходным каналом // 2465947

Вихревой теплообменный аппарат для обезвоживания нефти и нефтепродуктов и разделения углеводородсодержащих смесей и соединений и способы его реализующие // 2448150

Изобретение относится к способам для подготовки нефти к переработке и может быть использовано на нефтяных промыслах как устройство для обезвоживания нефти и нефтепродуктов, а также в химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, где требуется разделение углеводородсодержащих смесей.

Установка для газодинамической осушки газа // 2407582

Изобретение относится к установкам для осушки газа. .

Способ очистки газов от пыли и агрегат для его осуществления // 2339437

Изобретение относится к сухой очистке газов от пыли и может быть использовано в различных областях промышленности, преимущественно в металлургии. .

Флокулятор // 2320424

Изобретение относится к устройствам для очистки воды и может быть использовано при очистке сточных вод в металлургической, горнорудной, машиностроительной отраслях промышленности.

Отделение мелких твердых частиц от газового потока // 2292956

Циклон прямоточный // 2273526

Турбоциклон // 2264867

Изобретение относится к области разделения жидких гетерогенных систем, в частности к турбоциклонам для разделения суспензий, и может быть использовано в химической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.

Пылеуловитель вихревой // 2260470

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

Способ повышения съема пленки жидкости в газопроводе // 2508153

Изобретение относится к области очистки газа от жидкости и механических примесей на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано при внутрипромысловом сборе газа и при подготовке его к магистральному транспорту.

Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа // 2508152

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил, создаваемых поворотом потока направления газового потока или пара, и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.

Сепаратор прямоточный // 2506983

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.

Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа // 2506982

Сепаратор винтовой прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа // 2506981

Циклонный сепаратор // 2502564

Изобретение относится к циклонному сепаратору и может быть использовано в машиностроении и, в частности, в технологических процессах, в которых требуется сепарировать из потока газовой или жидкой среды под действием центробежных сил одно вещество, которое имеет более высокую плотность, чем основная средообразующая фракция.

Газоочистной сепаратор // 2501592

Изобретение относится к центробежному сепаратору, предназначенному для очистки газообразной текучей среды. Газоочистной сепаратор для разделения текучей смеси веществ различной плотности, таких как газ и жидкость, содержит кожух, образующий внутреннее пространство, роторный узел, расположенный в указанном внутреннем пространстве и способный вращаться вокруг оси относительно кожуха, и кожуховый элемент.

Прямоточный сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа // 2496553

Изобретение относится к прямоточному сепаратору для отделения дисперсных частиц от газа, содержащему снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости.

Способ осушки и очистки природного газа с последующим сжижением и устройство для его осуществления // 2496068

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях.

Газоочистной сепаратор // 2495704

Изобретение относится к сепаратору, предназначенному для очистки газообразной текучей среды. Способ сборки газоочистного сепаратора и сепаратор, собранный данным способом для разделения текучей смеси веществ различной плотности, таких как газ и жидкость, причем сепаратор содержит: кожух, содержащий первую и вторую отдельные части, причем первая часть кожуха имеет установочную поверхность, на которой устанавливается базовая поверхность второй части кожуха так, чтобы образовать внутреннее пространство кожуха и роторный узел, расположенный в указанном внутреннем пространстве и способный вращаться вокруг оси первой части кожуха относительно кожуха, причем роторный узел содержит вращающийся вал, установленный с возможностью вращения в первой части кожуха с помощью подшипникового узла и установленный с возможностью вращения во второй части кожуха, при этом способ сборки указанного сепаратора содержит этапы, на которых: устанавливают с возможностью вращения вращающийся вал во второй части кожуха в заданном положении относительно указанной базовой поверхности, причем указанное заданное положение совпадает с указанной осью, когда базовая поверхность второй части кожуха совмещается с установочной поверхностью первой части кожуха, располагают подшипниковый узел в зажимное приспособление, причем зажимное приспособление содержит базовую поверхность для совмещения с установочной поверхностью первой части кожуха, и средство приема указанного подшипникового узла в положение относительно базовой поверхности зажимного приспособления так, что подшипниковый узел принимается зажимным приспособлением в положении относительно базовой поверхности зажимного приспособления, которое совпадает с указанной осью, когда базовая поверхность зажимного приспособления совмещается с указанной установочной поверхностью первой части кожуха, совмещают базовую поверхность зажимного приспособления с указанной установочной поверхностью первой части кожуха и закрепляют подшипниковый узел на первой части кожуха.

Устройство охлаждения выхлопных газов двигателя и аспиратор устройства предварительной очистки воздуха // 2509911

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Аспирационная система устройства предварительной очистки для всасывающего воздуха предназначена для двигателя внутреннего сгорания, имеющего воздухозаборник и выпуск для продуктов сгорания при повышенных температурах. Двигатель содержит устройство предварительной очистки, соединенное по текучей среде с воздухозаборником двигателя и расположенное выше по потоку от него. Устройство предварительной очистки выполнено с возможностью предотвращения попадания потока крупных загрязняющих веществ в воздухозаборник двигателя и их накопления. Устройство предварительной очистки имеет выпуск для загрязняющих веществ. Аспирационная система содержит элемент, образующий канал первичного потока для выхлопных газов двигателя. Указанный элемент имеет секцию трубки Вентури и трубку, имеющую выпуск вблизи секции трубки Вентури. Указанная трубка соединена по текучей среде с выпуском устройства предварительной очистки для загрязняющих веществ так, что загрязняющие вещества втягиваются в указанную трубку и проходят через нее. Указанный элемент имеет, по меньшей мере, один впуск для окружающего воздуха в канал первичного потока для охлаждения потока выхлопных газов из двигателя вблизи указанного элемента. Технический результат заключается в улучшении очистки от загрязнений, накапливаемых в устройстве предварительной очистки. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.