Вихревая камера

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

< >946682 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23.10. 80 (21) 3246742/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300782. Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 30.07.82 (51) М. Кл.3

В 04 С 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) УДК 621 ° 928..37(088.8) В.H.Иосквичева, Г.И.Глухих, A.Í.Êàéäéíèê, Н.П.Смирнов и P.A.Âîëêoâ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт теплофиэики Сибирского отделения AH СССР (54) ВИХРЕВАЯ КАМЕРА

Изобретение относится к устройствам для проведения тепло- и массообменных процессов, в частности для подсушки и очистки газовым потоком сыпучего материала, и может быть использовано в сельском хозяйстве, и пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известен аппарат для классификации твердых дисперсных материалов в вихревом потоке, состоящий иэ закручивающего устройства, выполненного в виде тангенциально расположенного сопла, соединенного с сепарационной камерой, образованной газопроницаеиой поверхностью. Закрученный пылегаэовый поток поступает в сепарационную камеру, где мелкие частицы отдуваются к центру эа счет тонких незакрученных радиальных струй газа, дополнительно вдуваемого через газопроницаемую поверхность (1 j.

Вдув незакрученной струи в закрученный газовый поток уменьшает тангенциальную составляющую скорости закрученного потока. Уменьшение тангенциальной составляющей газового потока снижает эффективность сепарации укаэанного устройства за счет уменьшения величины центробежной силы. Следовательно, для получения высокой эффективности разделения необходимо увеличивать входную скорость закрученного гаэопылевого потока, а это повышает энергозатраты.

Пористая поверхность с диаметром пор 10-20 мкм имеет больШое сопротивление. Для получения достаточной скорости струй, оттесняющих частички к центру в закрученном потоке, давление газа перед пористой поверхностью должно бить значительно выше давления перед эакручивающим устройством, что также увеличивает энергоэатраты на процесс сепарации.

Известна вихревая камера, содержащая корпус с боковым входным патрубком, кольцевой цилиндрический закручивающий аппарат, установленный между профилированными торцовыми стенками корпуса, в которых выполнены осевые выходные отверстия.

Известная вихревая камера работает следующим образом.

Газ из коллектора через закручивающий аппарат по касательной входит внутрь камеры. Поток газа, двигаясь по спирали, взаимодействует с частичками твердой фазы, заставляя их двигаться по замкнутым траекториям.Тан946682

0,0097

0,65

3,93

3700

С коническим эакручивающим аппаратом

0,325 0,115

0,00969

1550

0,35

0,886 генциальная скорость частицы обуславливает возникновение центробежной силы, которая отбрасывает частицы от центра к закручивающему аппарату f2J.

Недостатком известной вихревой камеры является большие энергозатраты на удержание слоя дисперсного материала. Так, для удержания в такой вихревой камере диаметром

0.,36 м и высотбй 0,12 м слоя дисперсного материала весом 1 кг, необходи- 10 мо давление газа перед эакручивающим аппаратом 3700 Па, при этом энергозатраты составляют 3,93 кВт/ч.

Увеличение производительности такой камеры, работающей с протоком дисперсного материала, сцязано с увеличением диаметра и высоты камеры.

Увеличение диаметра вихревой камеры приводит к возрастанию энергозатрат на удержание слоя. Так, увели-20 чив только диаметр до .1 метра (т.е. в 3 раза), необходимо увеличить давление перед закручивающим аппаратом в 3 раза (соответственно и энергозатраты), чтобы сохранить ту же величину центробежной силы, удерживающей в камере слой дисйерсного материала весом 1 кг.

В вихревой камере слой дисперсного материала толще у нижнего торца корпуса и тоньше у верхнего. Е камере высотой 0,08-0,1 м разница в толщине слоя по высоте камеры невелика. При увеличении высоты камеры вследствие значительного изменения толщины слоя по высоте камеры изменяется сопротивление слоя дисперсного материала, что вызывает неравномерный расход газа по высоте закручивающего аппарата и затрудняет удерживание слоя в камере. 40

Цель изобретения уменьшение энергозатрат за счет использования для удержания вращающегося слоя частиц осевой составляющей вихревого потока ° 45

Поставленная цель достигается тем, что в вихревой камере, содержащей корпус с боковым входным патрубком, кольцевой закручивающий аппарат, установленный между профилированными 5п торцовыми стенками корпуса, в которых выполнены осевые выходные отверстия, закручивающий аппарат выполнен в форме усеченного конуса, обращенного расширенной частью вверх. 55

Вихревая камера Дна ка

С цилиндрическим закручивающим аппаратом 0,36 0,12

На фиг. 1 изображена предлагаемая вихревая камера, на фиг. 2 — разрез

А-A на фиг. 1.

Вихревая камера содержит корпус

1 с тангенциальным входным патрубком

2 и профилированными торцовыми стенками 3, в которых выполнены выходные отверстия 4, кольцевой эакручивающий аппарат 5, установленный между торцовыми стенками 3 корпуса.

Камера работает следующим образом.

Гаэ, пройдя через закручивающий апйарат 5, образует в рабочем объеме камеры закрученный газовый поток, который вовлекает во вращательное движение частички дисперсного материала. 3а счет центробежной силы частички отбрасываются к закручивающему аппарату и образуют слой.

Использование конического закручиваюцего аппарата позволяет получить газовый поток, имеющий три составляющих скорости: тангенциальную, радиальную и осевую. Осевая составляющая скорости направлена вверх и способствует удержанию слоя дисперсного материала при меньшем значении центробежной силы, т.е. при меньших скоростях газового потока, что уменьшает энергозатраты.

В вихревой камере с цилиндрическим закручивающим аппаратом центробежная сила и сила аэродинамического сопротивления, действующие на частичку, находятся на одной прямой.

Результирующая этих двух сил лежит на этой же прямой. В камере же с коническим закручивающим аппаратом результирующая этих двух сил направлена вверх, что также способствует уменьшению энергозатрат на удержание слоя в вихревой камере.

Меняя конусность закручивающего аппарата можно регулировать толщину дисперсного слоя по высоте камеры, что позволит изменять производительность камеры при неизменном расходе газа через эакручивающий аппарат.

В таблице приведены результаты сравнительного эксперимента на вихревой камере с коническим и цилиндрическим закручивающим аппаратом, В эксперименте определены минимальные параметры газового потока на входе в вихревую камеру, при которых удерживается слой зерна пшеницы весоМ 1 кг.

946682

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5402/14 Тираж 619 ПоДписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная, 4

Исслецования показывают, что энергозатраты на удержание слоя дисперсного материала в вихревой камере с коническим закручивающим аппаратом в .три-.четыре раза ниже, чем в камере с цилиндрическим закручивающим аппаратом.

Вихревая камера, содержащая кор- 10 пус с боковым входным патрубком, кольцевой закручивающий аппарат, установленный между профилированными торцовыми стенками корпуса, в которых выполнены осевые выходные отверстия, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат эа счет использования для удержания вращающегося слоя частиц осевой составляющей вихревого потока, закручивающий аппарат выполнен в форме усеченного конуса, обращенного расширенной частью вверх. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР ,9582008, кл. В 07 В 7/083, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР

9216618, кл. В 04 С 3/00, 1966.