Завихрювач для закручування пилогазового потоку

Винахід відноситься до технологій обробки високодисперсних матеріалів в газових потоках і може знайти застосування у виробництві порошків металів і абразивів, а також у вугільній, гірничорудній, хімічній та інших галузях промисловості. При обробці таких матеріалів в пилогазовому потоці виникає необхідність у руйнуванні агрегатів злиплих під дією сил аутогезії найдрібніших частинок. З цією метою потік закручують. Відомий завихрювач для закручування пилогазового потоку (див. авт. св. СРСР №354905, МПК В07В7/086, опубл.18.02.71), виконаний у вигляді гвинтових направляючих лопаток на декількох циліндричних секціях з діаметрами, що послідовно збільшуються. При цьому гвинтові направляючі лопаток виконані з різними кутами нахилу в кожній циліндричній секції. При переході від однієї секції до іншої зменшується швидкість потоку через збільшення діаметра циліндра і завихрювача. Це значно погіршує дезагрегацію частинок. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є завихрювач для закручування пилогазового потоку, описаний у патенті РФ №2060832, МПК6 В04С1/00, опубл.10.12.96р., бюл.№34, що має корпус з нахиленими завихрюючими каналами, виконаними з постійним поперечним перерізом по всій їхній довжині, при цьому корпус виконано суцільним, а канали мають однаковий кут на хилу по висоті корпуса. Недоліками відомого пристрою є те, що він має низький ступінь дезагрегації і, головне, немає можливості його регулювати при переході від обробки одного матеріалу до обробки іншого, наприклад, більш схильного до агрегування. Це випливає з того, що інтенсивність дезагрегації частинок у каналах, що мають однаковий кут нахилу і постійний переріз, незначна. Ті з агрегатів, які не встигли зруйнуватись в каналах, в подальшому уже не зруйнуються. Підвищення дезагрегації можна було б досягти пропустивши пилогазовий потік декілька разів через завихрювач. Однак це є економічно і технологічно невигідним. Інших можливостей регулювання дезагрегацією частинок в існуючій конструкції немає. В основу винаходу покладено завдання такого удосконалення завихрювача для закручування пилогазового потоку, при якому за рахунок виконання корпуса у вигляді окремих секцій і можливості їх повороту в коловому напрямку при роботі забезпечується можливість регулювання дезагрегацією частинок. Означене завдання вирішується тим, що у завихрювачі для закручування пилогазового потоку, що має корпус з нахиленими завихрюючими каналами, виконаними з постійним поперечним перерізом по всій їхній довжині, згідно винаходу, корпус виконано у вигляді розташованих одна над одною секцій, встановлених з можливістю фіксованого повороту в коловому напрямку, секції в площинах їх прилягання одна до одної мають однаковий діаметр, при цьому оптимальним є коли завихрюючі канали вхідної секції виконано розширеними в напрямку верхнього торця з утворенням між ними спрямовуючи х лопаток; завихрюючі канали секцій виконано з різним кутом нахилу до площини їх прилягання; на вхідних кромках завихрюючих каналів виконано заокруглення; секції корпуса розташовано на оправці, яку виконано у вигляді втулки, а у вхідний і вихідний отвори оправки вставлені обтічники. Запропонована конструкція забезпечує можливість регулювання дезагрегацією частинок за рахунок того, що пилогазовий потік послідовно проходить декілька вузьких завихрюючих каналів, число яких може змінюватись встановленням додаткових секцій. Оскільки канали секцій мають різні кути нахилу, агрегати частинок руйнуються від ударів об стінки при переході з каналу в канал. При повороті секцій одна відносно іншої у площинах їх прилягання утворюються місцеві звуження з виступами на шляху потоку. Це також значно підсилює дезагрегацію порошків. Наявність у верхньої секції спрямовуючих лопаток та заокруглень на вхідних кромках каналів сприяє зниженню гідравлічного опору завихрювача при проходженні через його канали пилогазового потоку. Розташування секцій на оправці у вигляді втулки дозволяє використовувати завихрювач у двох різних варіантах з обтічниками та без них. Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг.1 показаний загальний вигляд завихрювача для закручування пилогазового потоку без обтічників, а на фіг.2 - варіант завихрювача з обтічниками. На фіг.3, 4 - наведено схеми варіантів використання пропонованого завихрювача у апаратах для обробки порошків. На оправці 1 (фіг.1) у вигляді втулки з вхідним отвором 2, і вихідним 3 розташовані секції 4, 5, 6, які можуть повертатися навколо осі оправки 1. Для фіксації їх у вибраних положеннях призначена гайка 7. У секціях 5, 6 з різним кутом нахилу до площини їх прилягання 8 виконані завихрюючі канали 9. Вхідна секція 4 має спрямовуючі лопатки 10, утворені розширенням завихрюючих каналів у напрямку її верхнього торця. На вхідних кромках каналів 9 виконані заокруглення 11. У отворах 2, 3 оправки 1 розміщені обтічники 12, 13 (фіг.2). Кількість секцій 5, 6, число каналів 9 і кут їх нахилу визначаються ступенем дезагрегації і залежать від виду дисперсного матеріалу, його схильності до агрегування і грудкуватості. Завихрювач може бути використаний для закручування потоку у відомих апаратах для обробки порошків, зокрема в апаратах циклонного типу. У варіанті застосування завихрювача без обтічників 12, 13 (див. фіг.3), він розташований на патрубку 14, який встановлений у корпусі апарата 15. При використанні завихрювача з обтічниками 12, 13, він встановлений усередині патрубка 14 (див. фіг.4). Завихрювач працює таким чином. Газовий потік з порошком підводиться до спрямовуючи х лопаток 10 секції 4 (напрямок руху потоку на фіг.3, 4 позначений стрілками). Далі потік рухається крізь спрямовуючі лопатки 10 і канали 9 секцій 5, 6, де він інтенсивно закручується. У каналах 9, внаслідок високих градієнтів швидкості потоку і впливу стінок каналів, відбувається інтенсивна дезагрегація частинок. При зрушеннях секцій 4-6 відносно осі оправки 1 зменшується прохідний перетин каналів 9 у площинах їх прилягання 8, на шляху потоку утворюються місцеві звуження з виступами у вигляді заокруглень 11, з якими співударяються агрегати частинок. Усе це викликає інтенсивну дезагрегацію частинок. Слід зазначити, що руйн ування агрегатів відбувається також і у відсутності заокруглень, але при цьому зростає гідравлічний опір каналів 9, що призводить до значних енергетичних втрат. У варіанті використання завихрювача з обтічниками 12, 13 вони служать також для зменшення його гідравлічного опору. Таким чином, пропонований завихрювач для закручування пилогазового потоку забезпечує ефективне регулювання дезагрегації і, як наслідок, підвищення ефективності процесів обробки порошків.