Циклон для очистки воздуха от пыли,склонной к слипанию Советский патент 1979 года по МПК B04C3/06

Циклон для очистки воздуха от пыли,склонной к слипанию Советский патент 1979 года по МПК B04C3/06

Изобретение относится к устройству для очистки воздуха от пыли и может быть использовано в различных областях промышленности, например на масло-жировых предприятиях.

Известен циклон для очистки воздуха, состоящий из корпуса, тангенциального газоподводящего патрубка, выхлопной трубы, пылевого бункера, пылеобводного канала, в котором для регулирования скорости газопылевого потока (гидравлического сопротивления) размещены поворотные жалюзи 1.

Циклон работает следующим образом.

Через тангенциальный газоподводящий патрубок пылегазовый поток, закручиваясь, попадает, в корпус циклона, более легкие частицы движутся по корпусу циклона вниз, более тяжелые частицы через поворотные жалюзи попадают в обводной канал, после чего присоединяются к основному потоку пыли в нижней части корпуса циклона. Регулирование скорости газового потока осуществляется за счет изменения поперечного сечения обводного к:а.нала.

Недостатком этого циклона является одностороннее завихрение газопылевого потока после регулирующего устройства, что приводит к выравн ванпю распределения сепарируемых частиц пыли в поперечном сечении, нал1 панню пыли на элементах циклона в зоне разрежен.ия. Все это снижает эффективность очистки от пыли воздуха, поступающего в циклон.

Известно также устройство для очистки воздуха от пыли, содержащее корпус с входпым патрубком, выхлопной трубой и песковым насадком, направляющие лопатки, установленные на осях 2.

Устройство работает следующим образо.

Пылегазовый поток поступает в корпус, закручивается, более тяжелые частицы npisжимаются к наружной стенке и отводятся через песковый насадок, а оч11щен11ый газ выходит в выхлопную трубу. Скорость пылегазового потока <гидравлическое сопротивление) регулируется наиравляктщчми ,:ioпатками, устаноленными гю вход>ип: патрубке и выхлопной трубе.

Данное устройсто является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае.мому рез льтату.

Недостаток этого устройства состоит в малой эффективности очистки воздуха. Целью изобретения является повышение эффективности очистки воздуха и периодического удаления пыли, налипаюш,ей на внутреннюю поверхность циклона. Поставленная цель достигается тем, что направляющие лопатки размещены наклонно между корпусом и выхлопной трубой с возможностью поворота вокруг осей на угол . На фиг. 1 представлен .циклон, общий вид; па фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — циклон аксонометрической проекции с частичны.м вырезом стенки, общий вид. Циклон представляет собой корпус 1, выполненный в виде спирализованного винта, в котором на одной геометрической оси установлены направляющие лопатки 2 и 3. Подвод запыленного воздуха осуществляется через тангенциально расположенный входной патрубок 4, а для отвода очищенного воздуха служит выхлопная труба 5. Ниже корпуса 1 расположен обратный конус 6, который присоединяется к пылеприемному бункеру 7, оканчивающемуся шлюзовым затвором 8. Лопатка 2 установлена на выходе газопылевого потока из корпуса 1 в обратный конус 6 на уровне нижней плоскости корнуса, алопатка 3 — симметрично ей в окне 9. д;1я выхода газопылевого потока в обратный конус 6. Оси 10 лопаток 2 и 3 оканчиваются рукоятками 11, с помощью которых лопатки устанавливают под заданным угло.м. Достаточный для регулирования угол поворота лопат.ок составляет 45-135°. Циклон работает следующим образом. Запыленный воздух, проходя через входной патрубок 4 в корпус 1, получает вращательное движение, в результате чего начннается интенсивная сепарация частиц иыли. Образующийся вь.1ХреБой поток, проходя зону лопатки 3, разделяется па две части. Одна из 1П1Х поступает через окно 9 в обратный конус .6, другая — продолж.ает движение в корпус 1 и поступает в обратный конус 6 через окно, образуемое стенками корпуса 1 и направляющей лопаткой 2. В зависимости от свойств поступающей в циклон пыли, а также от степени запыленности потока направляющие лопатки 2 и 3 поворачивают вокруг оси с помоидью рукоятки II. Профилированные лопатки 2 и 3 изменяют угол входа газопылевого потока в обратный конус 6 и предопределяют соотношение между осевой и тангенциальной составляюндими скорости газопылевого потока. Частично сепарированный поток попадает в обратный конус 6, где продолжает вихревое движение. Здесь под действием цетробежных сил происходит дальнейшая сепарация пыли, которая затем транспортируется в бункер и извлекается из него чеоез шлюзовой затвор 8. Очиш,енный воздух отводится через выхлопную трубу 5. Таким образом, благодаря размещению направляющих лопастей наклонно между корпусом и выхлопной трубой с возможностью поворота вокруг осей на угол 45-135° имеется возможность: 1.Регулировать скорость входа газопылевого потока, поступающего в корпус циклона Б зависимости от свойств поступающей в циклон пыли. Это достигается тем, что направляющая лопатка 2 установлена на входе газопылевого потока из корпуса в обратный конус 6 и может поворачиваться вокру-г своей оси, перекрывая или открывая сечениё/выходного окна и, тем самым, изменять скорость входа, при этом лопатка установлена так, что предотвращает налипание на . ней частиц слипающейся пыли, так как скорости потока, омывающего ее, всегда являются оптимальными, а также предотвращает завихрение лонасти после себя и увеличивает зону сепарации частиц, так как лонасть является как бы продо;1жением нижней плоскости корпуса. 2.Регулировать угол входа газопылевого потока, поступающего в корпус циклона. Эта возможность, представляемая лопаткой 2. как бы вытекает из предыдущего пункта, так как при повороте лопатки вокруг своей оси изменяется не только сечение выходного окна, но п угол входа газопылевого потока в корпус циклона, что, как известно, приводит к повышению эффективности очистки воздуха от пыли. 3.Периодически очиплать внутреннюю поверхность циклона в случае налипания на ней пы.П. Как показали исследования, это достигается тем, что направляюпаая лопатка 2 в период удаления налипшей пыли устанавливается вниз вертикально и отклоняется от этого положения в одну н другую сторону под углом +45°. Такая установка лопатки 2 и ее поворачивание ириводят к то.му, что свободно выходящий из корпуса газопылевой поток резко затормаживает и срывает на.1ипший с.юй пыли с внутренней поверхности циклона. После удаления налипшей пыли направляющая лопатка 2 устанавливается в первоначальное или иное оптимальное положение, если удаление осуществлялось при переходе из одного режима работы циклона в другой. 4.Обеспечить более осесим.метричный поток в корпусе циклона за счет устройства окна 9, при этом газоп шевой поток будет поступать в корпусе циклона уже не только через окно, образуемое стенками корпуса 1 и лопаткой 3, но и через окно 9, что приведет к повышению эффективности циклона. 5.Произвести регулировку циклонов при их групповой установке с целью устранения перетоков газопылевого потока из циклона в циклон через бункер и тем самым повысить эффективность циклонов. Это достигается тем, что лопатка 3 устанавливается в каждом циклоне под различным углом к своей оси и остается в таком положении в период дальнейшей эксплуатации.

Таким образом для повышения эффективности циклона и удаления налипаюш.ей пыли достаточным углом поворота является угол 45-135°.

Циклон для очистки воздуха от пыли, склонной к слипанию, содержащий корпус с входным патрубком, выхлопной трубой и Песковым насадком, направляюш,ие лопатки, установленные на осях, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки воздуха и периодического удаления пыли, налипающей на внутреннюю поверхность циклона, направляющие лопатки размешены наклонно между корпусом и выхлопной трубой с возможностью поворота вокруг осей на угол 45-135°.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 244873, кл. В 01 D 45/12,25.05.69.

2.Патент Германии № 681033, кл. 50 е 3/10, 24.08.39.

Пылеулавливающие агрегаты ЦИКЛОН

Пылеулавливающие агрегаты ЦИКЛОН предназначены для сухой очистки газов, выделяющихся при некоторых технологических процессах (сушке, обжиге, агломерации, сжигании топлива), а также очистке воздуха и воздушных смесей от примесей в различных отраслях промышленности (черной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, в машиностроении, при производстве строительных материалов, в энергетике, деревообработке, металлообработке, в сельском хозяйстве, в пищевой промышленности).

Пылеуловители ЦИКЛОН имеют самое широкое применение из всех известных на сегодняшний день пылеулавливающих агрегатов в силу того обстоятельства, что изготавливается великое множество разновидностей и модификаций этих агрегатов, предназначенных для самых разнообразных целей.

На макете слева показана схема работы Циклона с пылевым вентилятором, когда Циклон установлен на нагнетательной стороне вентилятора.

Принцип работы пылеуловителей ЦИКЛОН

Циклоны характеризуются высокой производительностью, что позволяет быстро осуществлять очистку больших объемов газовых смесей.

Циклоны используются совместно с пылевыми вентиляторами, могут устанавливаться как на нагнетательной, так и на всасывающей их стороне. При этом сами они не имеют встроенного вентилятора в своей конструкции. В зависимости от назначения, применяются Циклоны различных конструкций.

Сегодня аппараты Циклон выпускаются в нескольких сериях, каждая из которых представлена несколькими исполнениями устройств. В зависимости от габаритов и конструктивных особенностей Циклонов может изменяться их производительность, а также эффективность их применения.

Некоторые серии Циклонов имеют ограничения на эксплуатацию (например, могут использоваться только в качестве оборудования для предварительной очистки газовых смесей).

Ниже представлен макет того, как работает пылеуловитель Циклон с пылевым вентилятором. На макете показаны два рабочих места, пылевой вентилятор, Циклон с воздухосборником (зонтом) и пирамидальным бункером. Вентилятор создаёт давление в системе, благодаря чему воздух вместе с опилками и стружкой забирается от рабочих мест, выводится по воздуховодам через вентилятор в Циклон, где очищается от стружки и опилок, затем очищенный воздух отправлется на улицу.

Купить пылеуловитель. Доставка. Подбор. Опросный лист.

Как купить пылеуловитель.
Чтобы приобрести данные пылеуловители нужно обратиться в отдел продаж, написав на почту evromash@evromash.ru. Получив заявку, менеджеры отдела продаж выставят Вам счёт на оплату.

Доставка.
У нас нет своих магазинов или отделов на строительных рынках в Москве и в регионах. Оплаченный товар мы отгружаем исключительно со своего центрального склада отгрузки готовой продукции в Москве. Получить товар можно либо самостоятельно, либо через транспортные компании. Например, ТК Деловые Линии. Покупатель пишет нам доверительное письмо, что он доверяет получение своего груза ТК Деловые Линии, мы их приглашаем к себе на склад и отдаём им оплаченный товар. За доставку покупатель расплачивается непосредственно с транспортной компанией при получении товара. А если покупатель хочет забрать свой товар самостоятельно, он сам приезжает к нам за ним.

Подбор.
Если Вы затрудняетесь с выбором, или у Вас возникли сомнения в правильности выбора, — обращайтесь с письменной заявкой в отдел сбыта по многоканальным телефонам-факсам: (495) 780-43-94, 780-43-95, или пишите нам на наш адрес электронной почты: venti@evromash.ru.

Также Вы можете заполнить опросный лист на пылеулавливающие агрегаты и выслать его нам для подбора.

Мы поможем Вам сделать правильный выбор и оптимизировать Ваши затраты!

Чтобы сократить Вам время на поиск, хотим сразу обратить Ваше внимание на то, что у нас Вы не найдёте пылеуловителей во взрывозащищённом исполнении или пылеулавливающих агрегатов для слипающихся газовоздушных смесей, а следовательно — решений для улавливания крупяной и мучной пыли; сахарной пудры; алюминиевой пыли и стружки; бумаги и картона; для аспирации в покрасочных камерах, где примененяются краски не на водной основе; для улавливания смесей бетона и других строительных смесей, пыли от известняка; для улавливания горячего воска; а также для улавливания любых иных слипающихся видов пыли и материалов.

Ниже Вы видите фотографию с нашего производственного склада. Это Циклон ЦН-15-800х4УП групповой с улиткой и пирамидальным бункером.

Пылеуловители (циклоны)

Циклоны – пылеулавливающие агрегаты, принцип действия которых заключается в улавливании пыли в результате процесса инерционной сепарации. Пылеуловители-циклоны используются для очистки жидкостей и газов от пыли (взвешенных частиц). Именно пылеуловители циклонного типа наиболее популярны в использовании в промышленной сфере.

Сферы применения циклонов

Циклоны-пылеуловители широко применяются в следующих сферах:

• Горнодобывающая промышленность
• Керамическая и энергетическая промышленность
• Нефтехимическая промышленность
• Металлургия и пр.

Конструктивные особенности циклонов

На сегодняшний день разработано огромное количество видов циклонов. Это:

• противоточные и прямоточные циклоны
• циклоны-искрогасители (горизонтальные циклоны)
• батарейные циклоны
• цилиндрические и конические циклоны и пр.

В любом случае основными элементами, из которых состоит циклон, являются:

• корпус из металла (стекловолокна и т.п.)
• труба выхлопная
• бункер

В зависимости от возложенных функций конструктивно циклоны могут устанавливаться для проведения предварительной очистки, как самостоятельные агрегаты, а также перед рукавными фильтрами или электрофильтрами.

Принцип действия пылеулавливающих циклонов

Запыленный газ сначала поступает через патрубок в корпус. Далее в циклоне возникает вращающийся поток, стремящийся вниз. Под неизбежным действием центробежной силы взвешенные частицы пыли выносятся из общего потока и, отсеиваясь, оседают. Под действие вторичного потока частицы попадают в нижнюю часть циклона и выпускаются в бункер, предназначенный для сбора пыли. Очищенный же поток газа, двигаясь по направлению "снизу-вверх", выводится из корпуса через выхлопную трубу. Эффект циклона в зависимости от конструктивных особенностей может возникать в значительном диапазоне скоростей – в среднем 20 м/с.

Эффективность применения циклонов-пылеуловителей

Эффективность использования циклонов напрямую зависит от его типа и дисперсного состава взвешенных частиц:

• для частиц с диаметром более 10 мк — степень очистки газа может достигать до 99,5%
• для частиц с диаметром менее 10 мк — степень очистки газа не будет превышать более 85%

Для повышения производительности очистки газов от пыли целесообразно использование батарейных прямоточных циклонов. Это достигается путем параллельного пропуска потока сразу через несколько циклонов с малым диаметром.

Правила выбора необходимого для вашего производства циклона

Для правильного расчета эффективности и производительности циклона, необходимого для результативной очистки, нужно иметь следующие данные:

• Дисперсный и фракционный состав пыли
• Плотность взвешенных частиц
• нужный диаметр корпуса циклона
• Аэродинамическое сопротивление
• Температурный режим окружающей среды
• Размер взвешенных частиц пыли
• Уровень влажности пыли и пр.

Компания ООО «Индастриал Восток Инжиниринг» поставляет циклонные пылеуловители с высокой производительностью для Ваших целей. Циклоны могут изготавливаться как по стандартным размерам, так и под заказ по нестандартным чертежам заказчика.

Анализ работы циклонов для пылеулавливания

Иванков, Д. И. Анализ работы циклонов для пылеулавливания / Д. И. Иванков, Р. Д. Гритчин, А. Н. Тюрин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 13 (117). — С. 165-168. — URL: https://moluch.ru/archive/117/32043/ (дата обращения: 14.12.2021).

В статье рассмотрен классический вид конструкции циклонного пылеуловителя. Проанализированы особенности работы циклонного аппарата и особенности движения пылевой смеси в циклоне. Предложены пути модернизации конструкции циклона.

Сухие пылеуловители работают по принципу отделения тяжелых частиц от газов силами инерции (при раскрутке газов или их резком повороте). Весьма широко на предприятиях для очистки запыленного воздуха применяются циклонные пылеуловители.

Циклоны — наиболее распространенные пылеулавливающие агрегаты [1], они применяются на предприятиях черной и цветной металлургии, химической, нефтяной и деревообрабатывающей промышленности, при производстве строительных материалов, в энергетике и др.

При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80–95 % от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны пылеуловители являются надежными устройствами очистки, т. к. в их конструкции нет сложного механического оборудования, а сепарация пылевых частиц осуществляется под воздействием центробежной силы.

Пылевая смесь со взвешенными в ней твердыми частицами через входной патрубок подается в цилиндрическую часть циклонного аппарата и совершают движение сверху вниз по наружной спирали. Под действием центробежной силы фракции пыли отделяются, и по стенкам циклона перемещаются вниз в сборный конус. Обычно в циклонах центробежное ускорение от нескольких сотен, до тысяч раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, и под влиянием центробежной силы движутся к стенке. Накопленная пылевая смесь движется вдоль стенки по спирали вниз в пылевой бункер. Чистый воздух по мере движения сверху вниз частично меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Чистый воздух подается в воздуховод для очищенного воздуха (сверху или сбоку циклона), частицы пылевой смеси вследствие своей инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер [2].

Особенности конструкции циклона

Классический пылеуловительный циклон состоит из двух частей — цилиндрической и конической. Входной патрубок, через который в циклон подается очищаемый газ, установлен на цилиндрической части и направляет поток внутрь установки тангенциально. Коническая часть циклона расположена вершиной вниз, которая является выходным окном для сброса сепарированных частиц пыли в бункер. По продольной оси установки расположена труба, которая частично погружена в центр цилиндрической части, называемая выхлопной трубой. Цилиндрическая и коническая части циклона крепятся на бункере для сбора отсеянных частиц. В некоторых конструкциях циклонов нижняя сборная камера может и не использоваться. В этом заключается различие между устройствами закрытого и открытого типов [5].

Классическая схема устройства и схема отделения частиц в циклонной камере показаны на рис.1.

Рис. 1. Схема устройства циклона: 1 — запылённый газ; 2 — чистый газ; 3 — зоны высокой концентрации пыли; 4 — конус; 5 — область вихревого ядра; 6 — выгрузка пыли [5]

Особенности работы циклона

В результате анализа движения запыленного газа в циклоне возможно установить следующие характерные зоны — рис. 2. Зона рециркуляции 1, представляющая собой продолговатый овал, отрицательно влияет на сепарацию пыли. На выходе из циклона в зоне 2 скорости газа в трех главных направлениях служат величинами одного порядка. Зона 3 служит центральной тороидальной областью рециркуляции на выходе. Выхлопная труба 4, которая частично погружена в центр установки, уменьшает «диффузию» частиц через прилегающий слой по длине верхней крышки пылеуловителя. Существенное влияние на работу устройства оказывает наличие прилегающего слоя у нижней торцевой стенки 5. В связи с этим ее выполняют конусной. Обращение вихревого движения газа происходит в зоне 6. При изменении направления движения вихря окружная скорость становится значительно больше, чем две другие. Входной патрубок для подачи газа на очистку в циклон расположен в зоне 7. Благодаря области сильного поля центробежных сил близ стенки 8 обеспечивается сепарация частиц и увеличивается время пребывания их в аппарате [5].

Рис. 2. Схема течения газа в циклоне: 1 — кольцевая зона; 2 и 3 — зоны на выходе из аппарата; 4 — выхлопная труба; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 8 — зона разделения [5]

Путем модернизации конструкции циклона возможно решить вопрос с одним из недостатков, а именно снизить гидравлическое сопротивление.

Метод центробежного осаждения частиц из запыленного потока газовоздушной смеси, является едва ли не единственным в случае умеренных объемных расходов газа. Это объясняется простотой устройства и высокой эффективностью очистки воздуха.

Рассмотрим циклон в котором совершается устойчивое круговое движение с постоянной угловой скоростью.

В зоне переноса частиц инерционные центробежные силы во много раз превосходят гравитационные силы. Но действие центробежных сил в классическом циклоне кратковременное, так как возникающие при круговом движении потока сжимающие его силы направлены от периферии к центру вихря; происходит движение газового потока от стенки аппарата к его оси, которое противодействует вылету частицы пыли. При переходе цилиндрической части в коническую — конфузор перепад статического давления в потоке газа происходит более резко, сжимающее поток усилие становится значительно больше центробежной силы, поток в виде сильного вихря направляется внутрь, захватывая с собой частицы пыли [4].

Движение частицы вниз происходит только благодаря воздействию вторичного потока газа, искривленного вдоль конической стенки, при этом ему приходится преодолевать и силу трения частиц о стенку аппарата.

В данной конструкции при сохранении первого условия можно добиться менее стремительно увеличения коэффициента сопротивления. В классическом циклоне гидравлическое сопротивление продолжит неизбежно возрастать.

Модернизированный циклон работает следующим образом:

Запыленный воздушный поток нагнетается в корпус пылеуловителя через входной патрубок. За счет центробежной силы в цилиндрической полости циклона начинается отделение частиц пыли из потока. Затем запыленный поток поступает в конническую полость циклона. Очищенный воздух удаляется через выходной патрубок. Частицы уловленной пыли удаляются через патрубок [3].

Использование циклонных пылеуловителей очистки призвано обеспечить максимальное снижение выбросов загрязненных веществ. В современной промышленности очень широко используются циклонные аппараты, но по ряду причин они не удовлетворяют современным требованиям по качеству очистки. Разрабатываемые и внедряемые методы модернизации циклонов позволят без существенных затрат увеличить эффективность очистки воздуха, без увеличения энергозатрат, а также увеличить срок службы циклона.

1. Штокман Е. А. Очистка воздуха. Издательство: Ассоциация строительных вузов (АСВ), 2007. — 312 c.

2. Вальдберг А. Ю. Исянов Л. М. Тарат Э. Я. Технология пылеулавливания / — Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1985. — 192 с..

3. Веригин А. Н., Федоров В. Н., Малютин М. С. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания Издат.: С.-Петербургского университета, 2000 г., 336с.

4. Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов: тез.докл. конф., 17–18 окт. 1991 г. / Под ред.Ю. И. Шумяцкого. — Пенза: [б. и.], 1991. — 128 с.