Устройство для центробежной очистки газа

 

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социалистических

Республик

««975038 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.12.80 (21) 3244918/23-2б с присоединением заявки N (23) Приоритет

Опубликовано 231182. Бюллетень N9 43

Дата опубликования описания 23.11.82 (51) М. Кд.з

В 01 D 45/14

В 04 Э 5/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

15З) УДК б21.928. .93(088.8) j

В .П.Григорьев,П.В.Григорьев и А.И.Яворски

1... а 4 (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро "Энергохи1йяам- - (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОЧИСТКИ ГАЗА

Изобретение относится к технике очистки газов от твердых и жидких частиц и может быть использовано в порошковой металлургии, в цементной, химической и фармацевтической промышленности.

Известно устройство для центробежной очистки газа, содержащее корпус с входным и выходным патруб.ками и ротор с радиальными лопастями и со скатными пластинами, образутощими каналы для газа (1J .

Недостаток устройства в возможности повторного уноса осажденнйх, частиц. Кроме того большое количест-. во каналов, по которым движется пыль, создает дополнительные трудности сбора осажденных частиц.

Известно также устройство для центробежной очистки газа, содержащее корпус с входным осевым и выходным улиткообразным патрубками, установленный на валу по оси корпуса полый ротор со спиральной лентой, закрепленной на втулке между внутренней и внешней оболочками и.образующей щели между витками спирали (2).

Недостатком работы Этого устройства является то, что осажденные твердые частицы легко подхватываются газовым потоком, поэтбму эффективность очистки газа от твердых частиц, недостаточна.

Цель изобретения — обеспечение возможностй очистки газа как от жидких, так и от твердых частиц и повышение эффективности очистки за счет устранения повторного уноса осажден1О ных частиц.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для центробежной очистки газа, содержащее корпус с входным осевым и выходным улиткообразным патрубками, установленный на валу по оси корпуса полый ротор со спиральной лентой, закрепленной на втулке между внутренней и внешней оболочками и образующей щели между витками спирали, оно снабжено дополнительными спиральными лентами, спиральные ленты закреплены с рав.ными интервалами одним концом на втулке, другим концом на оболочке, причем втулка и оболочка выполнены конусными, а длина спиральных витков в каждом сечении непрерывно уменьшается по ходу газа.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид на фиг. 2 — сечение А-A

1 на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение E-B на

975038 фиг. 1. Для наглядности в сечениях показаны только три спиральных ленты.

Очиститель включает корпус 1 с кольцевым бункером 2, отгороженным стенкой 3. К корпусу присоединен подводящий патрубок 4. К противополо>кной 5 стороне корпуса пристыкована улитка 5 с отводящим патрубком б„ втулкой 7 и крышкой 8. Во втулку 7 запрессованы подшипники 9, насаженные на вал

10 полого ротора. Вал проходит сквозь 0 крышку 8 с уплотнением 11. На вал

10 напрессована внутренняя оболочка 12, которая имеет проточки 13 лабиринтного уплотнения. К внутренней оболочке 12 с равными интервалами по окружности прикреплены спиральные ленты 14, образующие между собой щели 15. Противоположная кромка лент прикреплена к оболочке 16 ротора, концентричной внутренней оболочке.

Иежду выходной кромкой оболочки ротора и внутренним выступом 17 в улитке 5 имеется коническая цель 18. Между оболочкой 16 ротора и стенкой

3 образован кольцевой зазор 19, соел. диняющий бункер со входом в ротор.

Очиститель работает следующим образом.

Ротор при помощи вала 10 приводится во вращение с частотой (Ю . По входному патрубку 4 поступает газ.

Частицы, взвешенные в газе, входят в щели ротора и увлекаются ими во. вращательное движение, в результате чего возникают центробежные силы, действующие на частицы, взвешенные 35 в очищаемом газе.

Предложим, что две одинаковые частицы находятся в точках С (фиг.3) и С (фиг. 2}, причем на одинаковогл расстоянии от оси вращения, т.е. 40

ОС = О С =R.

Тогда центробежные силы. действующие вдоль радиуса К, приложенные к этим точкам тоже равны, т.е. Ц = Ц

М и Н вЂ” нормальные составляющие 45

IJ, и ц, действующие вдоль норглали к поверхности осаждения в точках С и

С . Т и T" - касательные;, составляющие Ц и Ц, действующие вдоль касательной к поверхности осаждения в точках .С и С . oL- угол между радиусом и нормалью к поверхности осаждения.

На входе (фиг. 3) величина силы мало отличается от Ц, величина илы Т сравнительно мала. К выходу фиг. 2) сила Й несколько уменьшается, а сила Т значительно увеличивается, но ее величина никогда не превышает величины силы N . Нормальные составляющие центробежных сил 60

Я, действующие на частицы, вращающихся вместе с ротором,.являются причиной движения. их к поверхностям осаждения. Касательные составляющие

Т смещают частицы вдоль поверхнос- 65 тей осаждения в рассматриваемых поперечных сечениях. Аэродинамические ,силы потока газа смещают частицы вдоль оси ротора. На половине длины ротора основная масса улавливаемых частиц осаждена или прибли>кена к поверхностям осаждения. Здесь| угол между радиусом и нормалью с(,х 35 . Тогда составляющая Т, действующая в направлении касательной, достигает больше половины центробежной силы Ц, и под ее действиегл осевшие и приближенные к поверхностям частицы смещаются параллельно поверхности ленты. Составляющая Й центробежной силы, действующая нормально поверхности осаждения, не позволит частицам удалиться от поверхностей осаждения. Под действием этой составляющей продолжается осаждение оставшихся частиц.

К выходу из ротора все уловленные частицы безотрывно соскальзывают с поверхностей осаждения к кромке внешней оболочки ротора и через коническую щель 18 попадают в кольцевой бункер 2. Вместе с частицами в бункер попадает некоторая часть газа. В бункере эта масса продол>кает вращательное движение, а, значит, остается под действием центробежный сил, которые и прижимают ее к наружной стенке бункера. Под напором очередных порций уловленной дисперсной фазы с частью газа и под действием силы тяжести осажденные частицы двигаются вдоль наружной стенки бункера по винтовой линии вниз. Постепенно вращательное движение вследствие трения о стенку ослабевает, и газ, захваченный потоком, начинает йереходить на орбиты с меньшим радиусом вращения, пока не достигнет. стенки .3, вдоль которой он движется вверх.

Крупные частицы оседают на дно бункера, мелкие коагулируют и тоже оседают, .а те, что не успели скоагулировать, движутся с газом. Газ, войдя до верхней кромки стенки 3, частично сливается с втекающими новыми порциями пылегазовой массы и замыкает вихревое движение в бункере стрелки на фиг.:1). Другая часть газа направляется в зазор 19 между стенкой 3 бункера и оболочкой 16 ротора, идет на вход в ротор и проходит повторную, очистку. Важно выполнить устройство так, чтобы этот переток обязательно имел место, но чтобы он был невелиК и составлял, например, 2Ъ общего расхода через ротор. Газ, освободившийся от частиц, .покинув ротор, попадает в улитку 5 и,пройдя патрубок б, направляется потребителю. Наличие поверхностей осаждения с переменным углом наклона их в рабочем пространстве

975038

10 ротора позволяет сначала приблизить частицы к поверхностям осаждения, а потом по их поверхности удалить частицы через конусную щель в кольцевой бункер для окончательного осаждения. 5

Наличие кольцевого зазора между стенкой бункера и оболочкой ротора обеспечивает переток незначительной части газа для повторной очистки и тем самым исключает перетекание в улитку. Расход газа в коническую щель между стенкой корпуса и кромкой оболочки ротора позволяет направить в кольцевой бункер дпя окончательного осаждения всю уловленную дисперсную фазу и тем самым избежать вторичного загрязнения очищенной дисперсной среды.

Таким образом, при протекании за- грязненного газа.на начальном участке ротора происходит интенсивное осаждение частиц, а на конечном участке - стекание уловленных частиц на .внутреннюю . поверхность внешней оболочки полого ротора, а с нее — за пределы рабочей зоны. При этом составляющая центробежной силы, нормальная поверхности осаждения, все

° время удерживает частицы, не давая им оторваться от нее. Вся осевшая дисперсная фаза движется к выходу М из ротора по поверхности, нигде не срываясь с кромок и не пересекая пути течения газа.

Как показывают расчеты и испытания Лабораторного образца., минималь- 35 ный размер частиц, полностью улав ливаемых устройством, достигает

0,5 мкм.

ФорМула изобретения

Ыстройство для центробежной очистки газа, содержащее корпус с входным осевым и выходным улиткообразным патрубками, установленный на валу по оси корпуса полый ротор со спиральной лентой, закрепленной на втулке между внутренней и внешней оболочками и образующей щели между ! витками спирали, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью обеспечения возможности очистки газа как от жидких, так и от твердых частиц и повышейия эффективности очистки за счет устранения повторного уноса осажденных частиц, оно снабжено дополнительными спиральными лентами, спиральные ленты закреплены с равными интервалами одним йонцом на втулке, другим концом на оболочке, причем втулка и оболочка выполнены конусными, а длина спиральных витков в каждом сечении непрерывно уменьшается по ходу газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 407565, кл. В 01З 45/14, 10.12.73.

2. Авторское свидетельство СССР

9 841652, кл. В 01Э 45/14, 26.02.80 (прототип) .

975038 ,4 -А

ФисЗ

Составитель В. Апарин

Редактор Н. Бобкова Техредм.Гергель Корректор Г. Orap

Заказ 8868/5 . Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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