Циклон

 

ЦИКЛОН, содержащий цилиндро-конический корпус, крышку, входной тангенциальный Патрубок, осевую выхлопную трубу, на входе в которую установлен инерционный отделитель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности улавливания упругой металлической пыли и стружки,крышка выполнена в виде усеченного прямого конуса, который закреплен большим основанием на цилиндрической части корпуса, а входной патрубок в поперечном сечении выполнен в форме прямоугольного треугольника, гипотенуза которого параллельна образующей крышки, а катеты параллельны соответствейно плоскости основания крышки и оси (Л . выхлопной трубы. 4; о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 В 04 С 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:

И ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ю.6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3400160/23-26 (22) 25.02.82 (46) 15.09.83. Бюл. Р 34.

1 (72) A. П. Кулык и Б. П. Гончарук (53) 621.928.37(088.8)

4 (56)"1. Банит Ф. Г. и Мальгин А. Д.

Пилеулавливание и очистка газов в промышленности строительных матери= алов. М., Стройиздат, 1979, с. 70 °

2. Патент Великобритании Р 2064380 . кл. В 2 Р,.02.10.79.

3. Справочник по йыле- и золоулавливанию. М., "Энергия", 1975, с. 60, рис. 2.7 п

„„SU„„11 1 А (54)(57) ЦИКЛОН, содержащий цилиндро-конический корпус, крышку, входной тангенциальный патрубок, осевую выхлопную трубу, на входе в которую установлен инерционный отделитель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности улавливания упругой металлической пыли и стружки, крышка выполнена в виде усеченного прямого конуса, который закреплен большим основанием на цилиндрической части корпуса, а входной патрубок в поперечном сечении выполнен s форме прямоуголь" ного треугольника, гипотенуза которого параллельна образующей крышки, а катеты параллельны соответственно плоскости основания крышки и оси .выхлопной трубы.

1041162.

Изобретение относится к сухой очистке запыленных газов, а именно к устройствам для улавливания ме таллической пыли и стружки из воздушного потока.

Известны циклоны, содержащие корпус, входной и выходной патрубки, патрубок отвода пылевого концентрата 17 и С2 .

Такие устройства имеют низкую эффективность.пылеулавливания, так как кинетическая энергия вращательного движения газа не полностью используется для очистки от примесей

Известен также. циклон с инерционным отделителем, содержащий цилиндрический корпус, входной тангенциальный патрубок, осевую выхлопную трубу, патрубок отвода пылевого концентрата. Инерционный отделитель выполнен в виде круглой жалюзийной решетки, укрепленной на входе в выхлопную трубу (3 (.

Недостатком данного циклона является то, что упругая металлическая пыль или стружка может отскочить от цилиндрической части корпуса и попасть по инерции внутрь отделителя

Цель изобретения — повышение эф- . фективности улавливания упругой ме.таллической пыли и стружки.

Указанная цель достигается тем, что в циклоне, содержащем цилиндроконический корпус, крышку, входной тангенциальный патрубок, осевую выхлопную трубу, на входе в которую установлен инерционный отделитель, крышка выполнена в виде усеченного прямого конуса, который закреплен большим основанием на цилиндрической части корпуса, а входной патрубок в поперечном сечении выполнен в форме прямоугольного треугольника, гипотенуэа которого параллельна образующей крышки, а катеты параллельны соответственно плоскости основания крышки и оси выхлопной трубы.

На фиг. 1 изображен циклон, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — то же, вид со стороны входного патрубка (разрез

A-A на фиг. 1);на фиг. 4 - часть инерционного отделителя, разрез; на фиг. 5 — экспериментальная кривая результатов исследования эффективности улавливания.

Циклон содержит корпус 1 состоящий иэ цилиндрической части 2, конической части 3 с выпускным отверстием 4 и крышки 5, выполненной в виде усеченного прямого конуса с острым углом наклона образующей 6 по отношению к горизонтальной плоскости. Циклон включает также- входной патрубок 7, имеющий в сечении форму прямоугольного треугольника, гипотенуэа котЬрого параллельна образующей 6 крышки 5, а катеты параллельны соответственно плоскости основания крьпаки 5 и оси выхлопной трубы 8.

Патрубок 7 прикреплен к крьпаке 5.

Внутри корпуса 1 расположен инерци5 онный отделитель 9, состоящий иэ скрепленных вместе лопастей 10 и прикрепленный к выхлопной трубе 8.

Циклон может одновременно или в отдельности очищать воздух от ме10 таллической пыли .упругой стружки (сталь, алюминий) .или хрупкой струж ки (чугун, бронза, латунь, графит).

Металлическая пыль улавливается следующим .образом, j5 Металлическая пыль (траектория по стрелке 11) вместе с потоком воздуха через входной патрубок 7 попадает внутрь корпуса 1. Здесь пылевоздушный поток совершает винтообразное вращение сверху вниз вокруг выхлопной трубы 8, где под действием центробежных сил происходит первичная очистка воздуха от металлической пыли. Основная масса частиц металлической пыли прижимается K внутренней стенке корпуса 1 и, совершая винтообразное движение вниз по цилиндрической части 2 корпуса, а затем по конической части 3, попадает в выпускное отверстие 4. Затем воздушный поток с оставшимися частицами пыли поступает в полость между инерционным отделителем 9 и корпусом 1, продолжая винтообразное вращение сверху вниз. Здесь происхо35 дит вторичная очистка воздуха от металлической пыли. Воздух, вращаясь вокруг инерционного отделителя 9, постепенно проходит в него сквозь щели 12 между лопастями 10, совершая

40 при этом резкий поворот малого радиуса на угол, больший 90, но меньший

180 (траектория по стрелке 13).

Частицы металлической пыли также делают поворот в сторону щели 12.

Однако благодаря силе инерции радиус поворота у них больше, чем у струй воздуха, за счет чего они пролетают мимо щели 12, ударяются о лопасть 10, отскакивая от нее и попадают вновь во вращающийся воздушный

50 поток (траектория по стрелке 11).

Так, совершив несколько соударений о лопасти 10, частицы металлической пыли попадают во внутреннюю полость нижней конической части 3, откуда, 55 совершив ряд вращений, они попадают в выпускное отверстие 4.

Упругая металлическая стружка улавливается следующим образом.

Через входной патрубок 7 упругая стружка попадает вовнутрь корпуса 1.

Ударившись о нижний край крышки 5 и сохранив во время соударения большую часть своей кинетической энергии она делает упругий отскок в сторону

65 конической части 3. Затем упругая

1(41 161 стружка также делает 2-3 упругих отскока (траектория по стрелке 14) и попадает в выпускное отверстие.

Для того, чтобы упругая стружка после отскока от крышки 5 не попадала на инерционный отделитель 9, 5 образующая 6 крышки должна иметь ойределенный угол наклона о((фиг. 3).

Для стальной стружки этот угол равен 50-60 . Данное значение угла найдено экспериментально путем ис- 1 следования восьми вариантов циклонов, отличающихся различными углами. наклона образующей. Основные постоянные размеры этих циклонов следу» ющие, м: диаметр цилиндрической части

0,40, высота цилиндрической части

0,23, высота конической части 0,36, диаметр выпускного отверстия 0„07, диаметр инерционного отделителя

0,16, высота инерционного отделителя

0,23. Скорость воздуха во входном патрубке придерживалась в пределах

25-27 м/с. Стальная стружка для экспериментов бралась при обработке стальных заготовок торцевыми фрезами. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Р— длина наибольших элементов стружек, м.

Скорость транспортирования стружки Ч зависит от скорости воздуха во входном патрубке веса элементных стружек, их формы (парусности), шероховатости поверхности, по которой она транспортируется. Значение Ч определяется экспериментально и всегда меньше скорости воздуха во входном патрубке. Однако при высоких скоростях движения воздуха и высокой парусности элементных стружек значение скорости транспортирования стружки V приближается к значению скорости движения воздуха.

Хрупкая стружка улавливаЕтся

5 следующим образом.

По входному патрубку 7 хрупкая стружка попадает внутрь корпуса 1.

Ударившись о нижний край крышки 5,. она деформируется. При этом хрупкая стружка может разбиваться на несколь. ко частей (чем выше скорость транспортирования стружки, тем больше она дробится), Во время деформации хрупкая стружка теряет свою кинети- ческую энергию, поэтому после соударения она падает вертикально вниз, попадает на нижнюю коническую часть

3 и скатывается по нему в выпускное отверстие 4 (траектория по стрелке

15). Угол наклона образующей 6 прак40 тически не влияет на эффективность улавливания хрупкой стружки, так как она практически не имеет упругого отскока. Даже в случае попадания на цилиндрическую среднюю .часть

2 хрупкая стружка не отскакивает в сторону инерционного отделктеля 9.

После описанного. процесса чистый воздух, пройдя инерционный отделитель 9, через выхлопную трубу Удаляется наружу, а вся металлическая пыль и стружка из выпускного отверстия 4 попадает в бункер для сбора стружки.

Описанная форма входного патрубка выбрана по результатам эксперимен. тальных исследований одиннадцати вариантов циклонов с различными формами корпуса, крышки входного патрубка.

Определено, что именно такая форма обеспечивает полное попадание упру60 гой стружки из входного патрубка на крышку циклона при наибольшей площади поперечного сечения стружки.

Сравнительные испытания предлага; емого и известного циклонов для улавg5 ливания металлической пыли и струж1 35

99,00

99,45

99,60

99,75! 2

45

99, 75

99,80

99,60

98,90

60,70 ((. )2 Е

Р Угол oL град Эффективность п/п циклона, В

Для сохранения высокой эффективности улавливания упругой металлической стружки, кроме определенного значения угла о(, необходимо, чтобы стружка после входного патрубка 7 не попадала на цилиндрическую часть 2 .Для этого входной патрубок должен быть расположен выше плоскости основания крышки на величину h (фиг. 1 и 3). Формула для определения этой величины получена экспериментально: где h — высота входного патрубка над плоскостью основания. крышки, и; — ускорение свободного падения тела (8 = 9,8 м/с ) расстояние от входного патрубка до противоположной стенки корпуса циклона (длина пути полета стружки), м;

V, — скорость транспортирования тр стружки во входном патрубке, м/с, 1041161

12 ки показали следующие результаты.

Эффективность улавливания чугунной пыли размером 0-250 мкм у предлагаемого циклона составляет 99,7, у известного 99,5%, эффективность улав ливаниячугунной пыли размером 250500 мнм составляет соответственно

99,9 и 99,9%| чугунной стружки соответственно 99,95 и 99,95% и стальной стружки — соответственно

99,8 и 94,0%.

Предложенный циклон целесообразно применять на металлообрабатывающих предприятиях для улавливания удаляемых из зоны резания металлоре. жущих станков пыли и стружки.

1041161

109 ф%

Я,8

Составитель Л. Титов

Редактор Н. Швыдкая Техред, Т,фанта Корректор А. Дзяткц, г. *

Ь

Заказ 7009/6 Тираж 579 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

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