Циклон прямоточний з рециркуляцією

Реферат: Циклон прямоточний з рециркуляцією містить циліндричний корпус з конфузором, дифузором і вихровою камерою між ними, обтічники з завихрювачем і випрямлячем потоку, які співвісно встановлено в корпус, сполучений з пилозбірником пилоперепускними отворами. Попереду обичайки випрямляча потоку виконано кільцеву фаску з пилоперепускними отворами в пилозбірник конічної форми, який забезпечено рециркуляційними ежекторами, що з'єднують його з вихровою камерою і орієнтовані у напрямку швидкості потоку. UA 99581 C2 (12) UA 99581 C2 UA 99581 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв пиловловлення, призначених для відділення пилових частинок від газів або повітря, і може бути застосовано для очищення газу або повітря в металургії, хімічній, машинобудівній індустрії, промисловості будівельних матеріалів, деревообробній промисловості, для газотурбінних установок та інших областях. Відомі прямоточні циклони, що містять циліндричний корпус, встановлений в ньому співвісно обтічник з завихрювачем вхідного потоку і пилозбірник із затвором, що примикає до корпусу [авт. св. СССР № 1472136, МПК6 В04С 3 / 06, патент РФ № 2099149, МПК6 В04С 3 / 06, B01D 45/12, патент РФ № 2240868, МПК7 В04С 3 / 06, B01D 45/12] Недоліками даних циклонів є складна конструкція, громіздкість, високий аеродинамічний опір через втрати енергії закрученого потоку газу при його подальшому русі у вихідному трубопроводі, висока витрата газового потоку, спрямованого в пилозбірник, недостатня тонкість очищення газів, особливо від пилу дрібнодисперсних фракцій, що обумовлено низькою швидкістю обертання і відсутністю рециркуляції газового потоку з пилозбірника. Відомі прямоточні циклони, що містять циліндричний корпус з конфузором, дифузором і вихровою камерою між ними, обтічники з завихрювачем і випрямлячем потоку, які співвісно встановлено в корпус, сполучений з пилозбірником пилоперепускними отворами [патенти US 4390426 A, 28.06.1983; EP 0210910 A2, 04.02.1987; US 2201301 A, 21.05.40]. Недоліками цих патентів є недостатня ефективність очищення газового потоку від пилу, великі втрати газового потоку, спрямованого в пилозбірник, недостатня тонкість очищення газів, особливо від пилу дрібнодисперсних фракцій, що обумовлено відсутністю рециркуляції газового потоку з пилозбірника. Найбільш близьким за технічною суттю та ефективністю до заявленого є прямоточний циклон, що містить циліндричний корпус з завихрювачем на вході з жалюзійним уловлювачем у вигляді тіла обертання і вихрову камеру. Циліндричний корпус забезпечено конусноциліндричним перехідником, обтічник завихрювача виконано конічним, а на поверхнях завихрювача, що контактують з газовим середовищем, виконано гідрофобне покриття [патент РФ № 2361677, МПК6 В04С 3 / 00, опубл. 20.07.2009]. Основними недоліками даного циклона є висока витрата газового потоку, спрямованого в пилозбірник, що погіршує його роботу і вимагає підвищених розмірів, недостатня ефективність очищення газів, особливо від пилу дрібнодисперсних фракцій, що обумовлено відсутністю рециркуляції газового потоку з пилозбірника. В основу винаходу покладено задачу розробити циклон прямоточний, в якому завдяки новій конструкції пилозбірника, створенню рециркуляції газового потоку з пилозбірника у вихрову камеру, забезпечується підвищення ефективності та тонкості очищення, зниження аеродинамічного опору вихідного потоку. Ця задача вирішується за рахунок того, що в циклоні прямоточному з рециркуляцією, що містить циліндричний корпус з конфузором, дифузором і вихровою камерою між ними, обтічники з завихрювачем і випрямлячем потоку, які співвісно встановлено в корпус, сполучений з пилозбірником пилоперепускними отворами, згідно з винаходом, попереду обичайки випрямляча потоку виконано кільцеву фаску з пилоперепускними отворами в пилозбірник конічної форми, який забезпечено рециркуляційними ежекторами, що з'єднують його з вихровою камерою і орієнтовані у напрямку швидкості потоку. Доцільно, щоб згідно з винаходом, рециркуляційні ежектори забезпечити фільтроелементами, що перекривають вхід в них і розташовано з зовні вихрової камери, причому загальна площа рециркуляційних ежекторів не менше сумарної площі пилоперепускних отворів За рахунок того, що в циклоні прямоточному з рециркуляцією попереду обичайки випрямляча потоку виконано кільцеву фаску з пилоперепускними отворами в пилозбірник конічної форми, який забезпечено рециркуляційними ежекторами, що з'єднують його з вихровою камерою і орієнтовані у напрямку швидкості потоку, - досягається підвищення якості та продуктивності очищення, відділення пилових забруднень від основного газового потоку, який з мінімальною витратою надходить в пилозбірник через пилопропускні отвори і після очищення під дією розрідження, яке створюють рециркуляційні ежектори, видаляється через них знову у вихрову камеру перед кільцевою фаскою. Завдяки тому, що рециркуляційні ежектори забезпечено фільтроелементами, які перекривають вхід в них і розташовано із зовні вихрової камери, а загальна площа рециркуляційних ежекторів не менше сумарної площі пилоперепускних отворів, - за рахунок ежектування газового потоку досягається його рециркуляція з очищенням, що знижує обсяг пилозбірника, підвищує ефективність очищення газового потоку, зменшує опір руху потоку, знижує розміри і масу конструкції. 1 UA 99581 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Технічна суть і принцип дії запропонованого циклону прямоточного з рециркуляцією пояснюється кресленнями: фіг. 1 - головний вид, фіг. 2 - переріз по А-А. Циклон прямоточний з рециркуляцією складається з циліндричного корпусу 1, в якому співвісно встановлено циліндричні обтічники 2 з конфузором 3 та дифузором 4. На обтічнику 2 після конфузора 3 нерухомо закріплено завихрювач 5, а перед дифузором 4 нерухомо закріплено випрямляч 6. Між обтічниками 2 і стінкою корпусу 1 розташовано вихрову камеру 7, а перед випрямлячем 6 на корпусі 1 розташовано кільцеву фаску 8 із зовнішньої сторони обичайки випрямляча 6. У корпусі 1 навпроти кільцевої фаски 8 виконано пилоперепускні отвори 9, які з'єднують вихрову камеру 7 з пилозбірником 10 і розташовані по дотичній до кільцевої фаски 8. Ширина кільцевої фаски 8 і діаметр пилоперепускних отворів 9 виконано не менше максимального діаметра частинок пилу. Крім того, корпус 1 забезпечено рядом рециркуляційних ежекторів 11, які орієнтовані у напрямку газового потоку у вихровій камері 7 і які забезпечено фільтроелементами 12, що перекривають вхід в рециркуляційні ежектори 11 ззовні вихрової камери 7, причому загальна площа рециркуляційних ежекторів 11 дорівнює або більше сумарної площі пилоперепускних отворів 9. Усередині пилозбірника 10 встановлено жалюзійний уловлювач 13. Циклон прямоточний з рециркуляцією працює наступним чином. Вхідний газовий потік надходить в корпус 1 і через конфузор 3 обтічника 2 потрапляє в завихрювач 5. Після завихрювача 5 в вихровій камері 7 газовий потік набуває обертальну компоненту швидкості. Відцентрова сила притискає частинки пилу до стінки корпуса 1, які здійснюють поступальний і обертальний рух разом з газовим потоком. Розташована на стінці корпусу 1 кільцева фаска 8 вловлює забруднену пристінну частину газового потоку і направляє його в пилозбірник 10 через пилоперепускні отвори 9. Очищений газовий потік проходить повз кільцеву фаску 8 і потрапляє в випрямляч 6 потоку, де відбувається перетворення кінетичної енергії обертання в статичний тиск, після чого газовий потік рухається тільки поступово через дифузор 4 і обтічник 2 на вихід. Відокремлений кільцевої фаскою 8 газовий потік з пилом проходить через пилоперепускні отвори 9 в пилозбірник 10, де він втрачає свою швидкість через різке збільшення площі перетину, проходить через жалюзійні вловлювач 13 і осідає. Крім того, в пилозбірнику 10 за рахунок рециркуляційних ежекторів 11 шляхом підсмоктування створено рециркуляцію газового потоку і вихід його в вихрову камеру 7 через фільтроелементи 12 перед кільцевої фаскою 8. Фільтроелемент 12 розташовано по дотичній до швидкості газового потоку в пилозбірнику 10 і тому досягається його самоочищення, що виключає його перекриття пилом. Оскільки в пилозбірнику 10 після фільтроелементів 12 немає осьової компоненти швидкості, залишковий газовий потік потрапляє на жалюзійні уловлювач 13, який усуває обертання потоку і сприяє осадженню частинок пилу та їх подальше видалення через затвор. Циклон прямоточний з рециркуляцією може бути використано при горизонтальному, похилому і вертикальному розташуванні шляхом незначної модифікації конструкції пилозбірника. Загальна площа рециркуляційних ежекторів 11 повинна бути не менше сумарної площі пилоперепускних отворів 9 кільцевої фаски 8, що забезпечує рециркуляцію всього газового потоку, який надходить в пилозбірник 10. При меншій площі пилозбірник 10 буде без належної рециркуляції, що погіршить ефективність очищення. Таким чином, поставлена задача розробки циклона прямоточного з рециркуляцією вирішена за рахунок нової конструкції пилозбірника, а також створення рециркуляції газового потоку між пилозбірником і вихровою камерою завдяки рециркуляційним ежекторам, що в кінцевому підсумку забезпечує підвищення ефективності та тонкості очищення, зниження аеродинамічного опору вихідного потоку. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Циклон прямоточний з рециркуляцією, що містить циліндричний корпус з конфузором, дифузором і вихровою камерою між ними, обтічники з завихрювачем і випрямлячем потоку, які співвісно встановлено в корпус, сполучений з пилозбірником пилоперепускними отворами, який відрізняється тим, що попереду обичайки випрямляча потоку виконано кільцеву фаску з пилоперепускними отворами в пилозбірник конічної форми, який забезпечено рециркуляційними ежекторами, що з'єднують його з вихровою камерою і орієнтовані у напрямку швидкості потоку. 2. Циклон прямоточний з рециркуляцією, який відрізняється тим, що рециркуляційні ежектори забезпечено фільтроелементами, що перекривають вхід в них і розташовано з зовні вихрової 2 UA 99581 C2 камери, причому загальна площа рециркуляційних ежекторів не менше сумарної площі пилоперепускних отворів. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3