Циклон з периферійним відводом частинок

Циклон з периферійним відводом частинок, що складається з конічного корпусу з верхньою кришкою та тангенціальним підведенням запиленого газу, який відрізняється тим, що корпус містить у собі внутрішній конічний щільовий корпус Винахід належить до очистки запилених газових викидів промислових цехів від пилу та твердих дисперсних частинок, а також в системах аспірації запилених робочих місць Для очистки промислових газових викидів від пилу та твердих дисперсних частинок використовуються різноманітні газоочисні апарати, рівень техніки яких визначається а) ефективністю очистки б) енерговитратами на очистку, моточних циклонах не здійснюється розворот газового потоку Відомий ЦИКЛОН, у якого корпус містить до поміжний циклон коргіус якого жорстко з'єднай з його кришко"ю [1] Закручений потк газу як у всіх циклонів розвертається на 180° в відвідну трубу Вадою цього цикгіона є швидкий абразивний знос корпусу апарату та великі витрати енергії, внаслідок зміни напрямку течи газу на протилежний Відомий прямоточний циклон [2] в якому здійснюється такий же тангенціальний підвод запиленого газу з наступною закруткою руху, але відвод газу здійснюється через розміщену в корпусі спеціальну трубу, з отвором по осі апарату Внаслідок прямоточного відводу газу такі циклони мають менший гідравлічний опір Найближчим аналогом, прототипом що до пропонуємого винаходу, є циклон з периферійнім відводом частинок, що складається з конічного корпусу з верхньою кришкою та тангенціальним підведенням запиленого газу [3] В ньому в КОНІЧНІЙ частині корпусу встановлені відбивачі з криволінійними лопатками, встановленими по дотичній піни до зовнішньої поверхні відбивача, внаслідок чого тверді чзстинки пилу та піску віджимаються від корпусу циклона і поступово сповзають вниз до піскового отвору, а очищений газ розвертається на 180° і потрапляє в відвідну трубу Наведеному прототипу притаманні технічні властивості, які знижують ефективність очистки газу, термін його експлуатації та підвищений гідравлічний опір, а саме а) тверді частинки пилу та твердих аерозолей відразу після закрутки потоку газу відкидаються до внутрішньої поверхні корпусу і рухаються по спіралеподібним траєкторіям і сповзають вниз вз в) простотою конструкції ДОВГОВІЧНІСТЮ апа рату та незначною корозією корпусу Найбільш ефективними і тому найбільш розповсюдженими в промисловості апаратами для очистки газів від пилу та твердих дисперсних домішок є циклони, дія яких застосовується на відділенні дисперсних важких частинок пилу від закрученого газового потоку під дією відцентрової сили Широкий клас газоочисних апаратів, циклонів різних модифікацій, являються аналогами винаходу та характеризуються сукупністю ознак, а саме — тангенціальним підводом запиленого газового потоку до циліндричного корпусу апарату, закруткою потоку та утворенням відцентрової сили, під дією якої тверді важкі частинки відкидаються до внутрішньої поверхні циліндричного або конічного корпусу і під дією своєї ваги сповзають униз до піскового отвору очищений газ відводиться в протилежну сторону що посилює ефект очистки внаслідок дії сил інерції при розвороп газового потоку на 180" В прямоточних циклонах очищений газ відводиться без зміни напрямку руху на 180° в спеціальну відводну трубу, що суттєво зменшує аеродинамічний опір апарату та витрати енергії, але також зменшує ефективність очистки газу від важких частинок внаслідок того, що в пря 39617 довж корпусу, приводячи до швидкого абразивного зносу корпусу та скорочення строку його використання, б) внаслідок руху твердих частинок пилу та твердих аерозолей по всій внутрішній поверхні корпусу значна частина енергії газопилового потоку витрачається на тертя твердих частинок та абразивну дію при їх контакті з корпусом; в) очищений потік газу в циклоні перед пісковим отвором міняє напрям руху на 180°, що приводить, як відомо з гідроаеродинаміки, до значного місцевого опору течії потоку та витратам енергії на подолання цього опору. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення циклону з периферійним відводом частинок шляхом, по-перше, безперервного відведення частинок пилу та піску від циліндричного корпусу безпосередньо після того, як ці частинки відцентровою силою будуть притискатися до внутрішньої поверхні корпусу апарату, тобто зменшується як шлях руху повздовж внутрішньої поверхні корпусу, так і тривалість контакту твердих частинок з корпусом апарату, що забезпечує суттєве зменшення абразивного зносу корпусу апарату і витрати енергії потоку, по-друге, відділення твердих частинок від газового потоку безпосередньо у внутрішній поверхні корпусу дає можливість руху газового потоку в процесі очищення в апараті в одному і тому ж напрямку, без розвороту потоку на 180°, що забезпечує суттєве зменшення аеродинамічного опору та енергетичних витрат, потретє, зменшення радіусу R конічного корпусу апарату з урахуванням діючої закрутки потоку до такої величини, котра забезпечує відцентрову силу U2 m — , достатню для виділення найбільш малих R важких частинок пилу та домішок. Вирішення поставлених задач досягається тим, що запропоновано циклон з периферійним відводом частинок, що складається з конічного корпусу з верхньою кришкою та тангенціальним підведенням запиленого газу, в якому, згідно з винаходом, корпус містить у собі внутрішній конічний щільовий корпус Щілини спрямовані відповідно окружній швидкості закрученого потоку. Цей внутрішній щільовий корпус знаходиться зсередини суцільного корпусу та з'єднан з ним пластинами в меридіональний площині потоку. Очищений газовий потік виводиться з внутрішнього щільового корпусу крізь трубу у первісному напрямку, без розвороту потоку на 180°. Частинки пилу та піску, які крізь щілини потрапляють в простір між корпусами падають униз та завдяки регулюючому клапану відводяться до піскового отвору. На фіг.1 зображений циклон з периферійним відводом частинок в продольному розрізі, на фіг.2 -розріз А-А на фіг.1. Циклон з периферійним відводом частинок складається з зовнішнього конічного корпуса 1, зверху закритого глухою кришкою 2, під якою влаштований трубчатий тангенціальний підвод З очищаемого газу. Усередині корпусу розташован внутрішній конічний корпус 4 зі щілинами, які спрямовані відповідно окружній швидкості закрученого потоку. Внутрішній щільовий корпус має відводну трубу 5 для відводу очищеного газу Нанизу зов нішній корпус має регулюючий клапан 6, крізь який до піскового отвору 7 потрапляють виділені з газу пісок та пил Корпуси з'єднані між собою пластинами в меридіональній площині потоку, і ці пластини не дозволяють створювати закручену течію газу в тонкому шаровому просторі між внутрішнім щільовим і зовнішнім суцільним конічним корпусами. Циклон з периферійним відведенням части* нок працює наступним чином. Потік запиленого газу по трубі 3 тангенціально поступає в циліндричний корпус 1 і утворює закручену течію з моментом кількості руху де «о * коефіцієнт переходу від фактичного значення моменту кількості руху до його вираження через середнє значення тангенціальної швидкості Ucp; Q - масова витрата газу; Ucp - середня тангенціальна швидкість газового потоку в циліндричному каналі радіусу R, м/с; и 0 - швидкість тангенціальної течії газу з вхідної труби, м/с; Ro - відстань вісі вхідної труби до центру апарату, м. На кожну частинку твердої фази масою m на відстані від вісі закрученого потоку та тангенціаль. . . и2 . ній ШВИДКОСТІ ДІЄ відцентрове прискорення — і відцентрова сила m — . Під дією відцентрової сили кожна частинка твердої фази переміщується до внутрішньої поверхні корпусу і водночас під дією ваги та сили тиску, зміщується донизу на певну відстань, внаслідок чого траєкторія руху частинок має вигляд спіралі, як показано на фіг.1. Всі частинки твердої фази, під дією відцентрової сили притискаються до внутрішнього щільового корпусу 4 та крізь щілини потрапляють в простір між корпусами та падають униз до піскового отвору 7. По мірі проходження закрученого газового потоку по конічному каналу згідно з умовами збереження моменту кількості руху збільшується закрутка потоку та дія відцентрової сили на найменші частинки, які також будуть притискатися до щільового корпусу 4 та поступати крізь щілини до піскового отвору 7. Такий процес продовжується поки очищений потік газу не потрапляє до відводної труби 5, а частинки піску та пилу крізь регулюючий клапан 6 потрапляють до піскового отвору 7. Ефективність очистки газу забезпечується перш за все тим, що по мірі руху закрученого газового потоку повздовж осі конічного каналу із зменшенням радіусу, з нього поступово вилучаються важкі частинки піску та пилу та залишаються більш легкі частинки, і водночас збільшується відцентрове прискорення твердих частинок внаслідок того, що при збереженні моменту кількості- руху за відрізок часу At зменшується радіус R і більш дрібні частинки підпадають під дію більш значної відцентрової сили. Згідно з формулою при R2 < Ri 39617 і внаслідок цього підвищується ефективність очистки газу, тобто для забезпечення повного відведення твердих частинок пилу заданої маси m необхідно довести менший радіус внутрішнього конічного корпусу до величини такого значення, коли відцентрова сила перевищує силу гідродинамічного опору частинки. де р - щільність твердих частинок, мг/м3; d - діаметр частинок, мм; ц - динамічна в'язкість газу, Па х с; (о - кутова швидкість руху закрученої газопилової суміші, м/с. Експериментальні дані підтверджують збільшення ефективності вилучення дрібних частинок пилу та піску Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі. 1 Авторське свідоцтво СРСР Me 2027522C1, кл В 04 С 1/00, 1991 2. Справочник по пыле- и золоулавливанию / М И Биргер, А Ю Вальдберг, Б.И.Мягков и др ; Под общ ред. А.А.Русанова —2-е изд —М . Энергоатомиздат, 1983—-312с. З Авторське свідоцтво СРСР Ne 1692659, кл В 04 С 5/181, 1991 (прототип). і ФІГ. 1 39617 Фіг. 2 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3