Циклон для отделения твердых частиц от транспортирующего потока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (!!1963568 (61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 250780 (21) 2990022/23-26

) $1) hi. Kl5. э

В 04 С 5/103 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР

il0 делам иэобретеннй и открытий (23) Приоритет— !

Опубликовано 07.10.82 Бюллетень № 37

t j3) УДН621. 928.. 37 (088. 8) Дата опубликования описания 02.02,83 !

Г.С. Богуто и В.В. Данилевский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Винницкий политехнический институт (54 ) ЦИКЛОН ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ

OT ТРАНСПОРТИРУЮЩЕГО ПОТОКА

Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к центробежным устройствам в системе пневмотранспорта и предназначено для отделения раскаленных, хрупких, окатанных гранул керамзита от транспортирующего воздушного потока за счет плавного снижения его скорости.

Устройство может быть использовано в строительной, горной, металлургической и пищевой промышленностях.

Известен циклон, включающий цилиндро-конический конус с тангенцйальным входным патрубком, спиральной насадкой, выполненной в конической части с постепенным уменьшением ширины к выходному патрубку и выхлопной трубой, служащий для очистки газов от мелкодисперсной и и t13.

Принцип работы такого циклона .заключается в сообщении двухфазному ,потоку вращательного движения между двумя концентрично расположенными цилиндрами на использование центробежных сил .для выделения макрочастиц из транспортируемого потока.

Однако. этот циклон эффективен при очистке и разделении пневмо- и гидропотоков от мелкодисперсной и крупной пыли размером 100-150 мкм, тогда как технология производства керамзнта требует перемещения гранул его размером 5-60 мм и более.

Кроме того, известные устройства не ставят своей целью предотвращение транспортируемых материалов ат деформации и разрушений при их перемещении и не отвечают условиям снижения температуры частиц.

Наиболее близким к изобретению является классифицирующий гидроциклон, предназначенный для разделения материалов горных пород по крупности до 200-500 мкм и состоящий стальной цилиндрической части, воспринимающий двухфазный поток, тангенциального входного патрубка, расположенного вверху цилиндрической части и служащего для подачи потока, сливного отвода для слива и конической разгрузочной части в виде прямого усеченного конуса, на внутренней поверхности которого смонтирован открытый косой геликоид (2 1.

С целью улучшения классификации сырья по крупности 200-500 мкм геликоид выполнен с шагом спирали, равным 0,2-0,35 диаметра гидроцик963568 лона, и с образующей, наклоненной к оси гидроциклона под углом 40-60

Существующий гидроциклон предназначен для разделения частиц в гидропотоке, не превышающих по крупности 500 мкм, и не может быть эффек- 5 тивно использован в условиях пневмотранспорта хрупких, окатанных гранул размером до 60 мм.

Отсутствие винтовой поверхности в цилиндрической приемной части гидроциклона приводит к добавочному удару под действием сил тяжести гранул и центробежных сил о первый виток геликоида, расположенного лишь в разгрузочной, конической части.

Наличие концентрического прохода в геликоиде создает благоприятные условия для последующего падения гранул на нижележащие витки геликоида, что приводит к ухудшению формы и прочности свойств гранул. Кроме того, конструкция разгрузочной ас.ти, выполненная в форме прямого конуса, не способствует максимальному задерживанию раскаленных гранул на своей поверхности, а значит, и их . охлаждению.

Витки же геликоида, лежащие в нижней части разгрузочного конуса, практически не будут участвовать в перемещении гранул, так как для этого понадобится 3начительная входная cKQ рость потока, при котОрой неизбежно разрушение гранул.

Цель изобретения — устранение разрушения твердых частиц путем снижения ударного воздействия при отделении окатанных гранул керамэита.

В предложенном циклоне, содержащем корпус с тангенциальным входным патрубком и осевым выхлопным патрубком, 40 косой геликоид, внешние края которого закреплены на внутренней стенке корпуса, и нижнюю разгрузочную часть, цель достигается благодаря тому, что геликоид внутренними краями соединен с выхлопным патрубком, его образующая составляет с осью корпуса угол не более 32, а наклон его винтовой поверхности к вертикали не превышает 32

Кроме того, разгрузочная часть циклона выполнена в виде поверхности, образованной вращением плоской кривой второго порядка вокруг вертикальной оси корпуса, например гиперболы.

Корпус может быть снабжен расположенной против входного патрубка наплавкой из износостойкого материала.

На чертеже изображен предлагаемый циклон с частичным разрезом.

Циклон содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого против входного патрубка 2 имеется наплавка 3 из иэносостойкого сплава, осевой выхлопной патрубок 4 для вывода газа, косой геликоид 5, установленный между стенками корпуса 1 и выхлопного патрубка 4, крылку 6, разгрузочную часть 7, соединенную с корпусом при помощи фланцев

8 и болтов 9.

Работает циклон следующим образом.

Двухфазный поток через входной патрубок 2 подается тангенциально в корпус 1, попадая на иэносостойкую наплавку 3 и приобретает вращательное движение.

Поверхность геликоида 5, сопряженная с цилиндрической поверхностью, плавно воспринимает транспортируемые гранулы и перемещает их к разгрузочной части 7.

Попадая на поверхность разгрузочной части 7, сконструированной в виде гиперболической поверхности вращения, горячие хрупкие гранулы мягко, беэ ударов, скатываются к выходному отверстию, теряя скорость и температуру. Отработанный воздух выбрасывается через выхлопной патрубок 4.

По результатам проведенных экспериментов на Винницком заводе керамзитового гравия, учитывающих скорость гранул керамзита, их массу и угол атаки (угол наклона образующей) установлено, что полное разрушение гранул керамзита наступает при их скоростях от 20 до 30 м/с и выше при углах атаки (углах наклона образующей) в диапазоне 45-90, частичное разрушение и появление волосяных трещин на поверхности гранул происходит при углах наклона образующей геликоида от 35 до 45

{см. таблицу).

Анализ этих данных предопределил . выбор наклона образующей и спирали косого геликонда под углом не более

32 . Этот же угол совпадает с углом естественного откоса для окатанных, сухих гранул керамэита.

Увеличение угла наклона образующей геликоида выше 32 увеличивает угол атаки ядер керамзита, а, следовательнб, и удар ядер о поверхность геликоида, что вызывает их разрушение.

Наклон винтовой поверхности геликоида к вертикали не более 32 0 позволяет плавно воспринимать и опускать хрупкие окатанные гранулы в разгрузочную часть без удара.

Соединение внутренних краев геликоида с выхлопной трубой устраняет свободное падение и удары перемещаемых гранул о нижележащие витки геликоида.

Форму разгрузочной части циклона также обеспечивает плавное движение

963568 гранул по ее поверхности, при этом она определяется для конкретного слу- чая в зависимости от крупности частиц. Например, для отделения и охлаждения окатанных частиц средней крупности от 5 до 40 мм разгрузочная часть выполняется в виде поверхности, образованной вращением гиперболы, для частиц до 5 ю - враще-.

Скорость гранул, м/с

Состояние гранул керамзита.

Угол атаки а наклона образующей), град

20-30

Целый

20-30

Целый

То же

Целый

Целый

Целый, трещины

Целый, трещины

Трещины, разрушение

Трещины, разрушение

Разрушение б0-90

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе щ 1. Авторское свидетельство СССР

9 451470, кл. В 04 С 5/14, 1974.

2 ° Авторское свидетельство СССР В 647010, кл. В 04 С 5/14, 1979. е

1. Циклон для отделения твердых частиц от транспортирующего потока, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком и осевым выхлоп- . ным патрубком, косой геликоид, .внешние края которого закреплены на внутренней стенке корпуса, и нижнюю разгрузочную часть, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью устранения разрушения твердых частиц путем снижения ударного воздействия при отделении окатанных гранул керамэита, геликоид внутренними краями соединен с выхлопным патрубком, его образующая составляет с осью корпуса угол не более 32,. а наклон его винтовой поверхности к вертикали не превыаает 32о

2. Циклон по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что разгрузочная

В нием окружности, свыше 40 ьм — вращением параболы или эллипса.

Наличие иэносостойкой наплавки позволяет уменьшить разрушение стенки циклона, сохранить ее поверхность

1 гладкой более длительное время, что также способствует меньшему разрушению окатанных частиц. часть выполнена в виде поверхности, образованной вращением плоской кривой второго порядка вокруг вертикаль« ной оси корпуса.

3 ° Циклон по пп 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что разгрузочная часть выполнена в виде поверхности, образованной вращением

В гиперболы вокруг вертикальной оси корпуса.

4. Циклон по пп, 1 — 3, о т л и ч а ю щ и и сятем,,что корпус снабжен расположенной против входно

$$ ro патрубка наплавкой из износостойкого материала.

963568

Составитель N. КекИшева

Редактор О."Юркова Техред Т.Маточка Корректор Г.Решетник

Заказ 302/1 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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