Циклонный аппарат
Изобретение относится к устройствам для очистки воздуха от пыли и позволяет обеспечить высокую эффективность пылеулавливания. Циклонный аппарат содержит корпус 1, нижняя часть 2 которого выполнена конической. Коаксиально корпусу размещена выхлопная труба 4, охватываемая снаружи закручивающим элементом, переходящим во входной патрубок 6. Наружная сторона закручивающего элемента изогнута в секторе 70 - 90° по окружности радиусом 0,65 - 0,8 диаметра цилиндрической части корпуса. Верхняя сторона 13 закручивающего элемента переходит затем в винтовую поверхность с изменяющимся по длине углом наклона. 2 ил.
А1
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
РЕСПУБЛИК
y1)S В 04 С 5/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ устройпыли и эффектив1г
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ34
IlPH ГКНТ СССР (21) 4436890/31-26 (22) 29.02.88 (46) 15.12.90. Бюл. У 46 (71) Ростовский. инженерно-строительный институт (72) Е.И.Богуславский (53) 621.928.37(088.8) (56) Справочник по пыле- и золоулав ливанию. Под ред. A.À.Ðóñàíîâà, М.:
Энергоатомиздат, 1983, с. 61, (54) ЦИКЛОННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к ствам для очистки воздуха от позволяет обеспечить высокую
2 ность пылеулавливания. Циклонный аппарат содержит корпус 1, нижняя часть
2 которого выполнена конической. Ко1 аксиально корпусу размещена выхлопная труба 4, охватываемая снаружи закручивающим элементом, переходящим во входной патрубок 6. Наружная сторона закручивающего элемента изогнута в секторе 70-90 по окружности о радиусом 0,65-0,8 диаметра цилиндрической части. корпуса. Верхняя сторона 13 закручивающего элемента переходит затем в винтовую поверхность с изменяющимся по длине углом наклона ° 2 ил, 1613176
Изобретение относится к циклонным аппаратам и может быть использовано в различных отраслях промьппленности, где требуется очистка воздуха.
Цель изобретения — повышение эффективности обеспыливания газопылевых потоков, снижение гидравлического сопротивления.
На фиг.1 изображен циклонный аппа- !О рат, вид сбоку; на фиг.2 — то же, вид сверху, со схемой построения наружной стороны закручивающего элемента.
Циклонный аппарат содержит корпус, цилиндрическая часть 1 которого пере- 15 ходит в коническую часть 2, сужающуюся книзу, и заканчивается бункером
3 дпя сбора пыли. В цилиндрической части 1 коаксиально установлена выхлопная труба 4, нижний срез которой 20 лежит в одной плоскости со срезом цилиндрической части 1. Выхлопную трубу 4 снаружи охватывает закручивающий элемент 5, переходящий в короткий входной патрубок б и составляющий с ним единый канал, Этот канал образован наружной стороной 7 входного патрубка 6, сопряженный с »аружной стороной 8 закручивающего элемента 5, выполненной по окружности, 30 внутренней стороной 9 входного патрубка
6, переходящей в плоскую внутреннюю стенку 10, сопряженную. с поверхностью выхлопной трубы 4, верхней 11 и нижней 12 плоскими горизонтальными сторонами входного патрубка б, переходящими. соответственно в верхнюю 13 и . нижнюю 14 стороны эакручивающего элемента 5. Канал заканчивается в первой четверти закручивающего элемента 40
5 и расположен в секторе 70-90 . Угол
70 о у 90а
Вдоль обреза нижней стороны 14 закручивающего элемента 5 установлена с возможностью поворота ось 15, одним 45 своим концом выходящая наружу через наружную сторону 8 эакручивающего элемента 5 и имеющая на этом конце фиксируемую рукоятку 16. На оси 15 жестко закреплена направляющая лопат" 50 ка 17, расположенная в секторе с углом g = 30 . При горизонтальном поо ложении лопатки 17 суммарный угол
Раскрытия канала увеличивается до
100 — 120 . Верхняя сторона 13 за- 55 кручивающего элемента 15 переходит в
Винтовую поверхность 18 с изменяющимся по ее длине углом наклона к горизонтали.
Порядок построения наружной сторо ны 8 закручивающего элемента 5 следующий. Строят окружности, соответствующие диаметрам выхлопной трубы и цилиндрической части циклонного anna-i рата. Из точки 19 проводят луч под углом 45 до точки 20, лежащей на ок0 ружности выхлопной трубы. Из точки
21 откладывают расстояние, соответствующее ширине входного патрубка— точка 22, На луче 19 — 20 находят точку 23, равноудаленную от точек 22 и 24. Через точку 23 проводят линию до точки 25-, перпендикулярную линии между точками 19-20.. На пересечение линии между точками 23 — 25 с продолжением оси направляющей лопатки находят точку 25, из которой наилучшим образом сопрягается в точке 24 наружная сторона закручивающего элемента и цилиндрическая часть циклонного аппарата, На фиг,2 штриховой линией показано построение спирали Архимеда из точки 23, а штрихпунктирной линией— вариант построения, соответсвующий расположению наружной стороны закручивающего элемента в секторе с углом
70О. При этом ширина входного патруб" ка по линии 26-27 меньше, чем по линии 21-22. Иэ фиг,2 видно, что предлагаемая форма наружной стороны 8 закручивающего элемента 5 значительно лучше сопрягается в точке 24 с цилиндрической частью 1 корпуса цик.:-., лонного аппарата, чем известная форма-спираль Архимеда. о
Угол раскрытия канала 70 — 90 выбран исходя из теоретических предпосылок,. а также в результате проведения экспериментов на прозрачных моделях из органического стекла. Из-вестно,что во входной патрубок пылевые частицы поступают с равномерной по сечению концентрацией. Так как эти частицы поступают в конфузорный изогнутый канал тангенциально, на них начинает действовать центробежная сила, которая изменяет первоначальную траекторию движения частиц, в результате чего начинается"процесс сепарации. Эффективность этого про-песса зависит от уровня крутки, т.е, от величины тангенциальной составляющей скорости воздушного потока.
Максимальный уровень крутки достигается в горизонтальном канале, что и предусмотрено в предлагаемом
1613176,устройстве. Для обеспечения соответствующей величины максимальной тан1 генциальной скорости воздушного потока при минимальном гидравлическом сопротивлении канал выполнен конфузорным. Такой канал обладает минимальным гидравлическим сопротивлением. С этой целью наружная сторона канала изогнута по окружности с радиусом, центр которого расположен на продолжении оси направляющей лопатки, Наружная сторона закручивающего элемента сопрягается с наружной стороной входного патрубка, а внутренняя сторона канала имеет плоский участок, который в начале сопряжен с внутренней сторой входного патрубка, а в конце сопряжен с боковой поверхностью выхлопной трубы. 20
Циклонный аппарат работает следую- щим образом.
Газопылевой поток поступает к входному патрубку 6, где он движется горизонтально. Затем поток поступает 25 в закручивающий элемент 5 таким образом, что каждая струйка потока .входит тангенциально. Здесь происходит закручивание потока, поскольку закручивающий элемент 5 изогнут в го- 30 ризонтальной плоскости. Пылевые частицы испытывают в горизонтальном канале максимальное воздействие центробежных сил. Изогнутая по окружности наружная сторона 8 закручивающего элемента 5 обеспечивает плавное сужение канала и возрастание скорости движущегося пылевого потока.
Это приводит к возрастанию действия центробежных сил и способствует интенсификации процесса сепарации пылевых частиц. В канале газопылевой поток все время движется горизонтально, что также способствует максимальному воздействия центробежных сил на 4 > пылевые частицы, которые сепарируются на наружную стенку 8.. Далее газопылевой поток попадает в зону действия направляющей лопатки 17. В зависимости от угла ее установки газопыле- 50 вой ноток может изменять угол свое го движения.
Пройдя зону направляющей лопатки
17, поток поступает в цилиндрическую часть 1 корпуса. На этом участке дви- 55 жения происходит увеличение осевой скорости потока. Это обусловлено винтовой поверхностью 18. Причем по мере движения потока уровень осевой скорости все время возрастает, так как винтовая поверхность выполнена с возрастающим по ее длине углом наклона. Это способствует эффективному транспортированию отсепарированной пыли в бункер 3, а также снижению суммарного гидравлического сопротивления
I с циклонного аппарата. Таким образом, основной процесс сепарации происходит в канале и в зоне направляющей лопатки 17, т.е. в пределах 100 — 120
В цилиндрической 1 и конической 2 частях процесс сепарации завершается и отсепарированная в канале 7 пыль движется по стенкам в бункер 3, а газовый поток за счет радиального стока переходит в ядро потока под выхлопную трубу 4 и выходит из нее.
Дання конструкция обеспечивает повьппение общей эффективности пылеулавливания, например цементной пыли на 36Х.
Радиус окружности, по которой изогнута наружная сторона 9 (0,65-0,8 диаметра цилиндрической части 1 корпуса) выбран из условия обеспечения скорости газопылевого потока во входном патрубке равной или близкой к скорости газопылевого потока в воэдуховоде систем аспирации, которые подсоединяются к входному патрубку. Такое соответствие исключает установку дополнительных переходов, обладающих значительным гидравлическим сопротивлением. В результате общее гидравлическое сопротивление системы уменьшается. Облегчается и монтаж такой системы. Кроме того, такой радиус обеспечивает возрастание скорости от начала входного патрубка 6 до конца канала в 1,5-2 раза, что также способствует интенсификации процесса сепарации.
Формула изобретения.
Циклонный аппарат, содержащий корпус, входной патрубок с закручивающим элементом с верхней горизонталь" ной поверхностью, выхлопную трубу и бункер, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффективности обеспыливания гаэопылевых потоков и снижения гидравлического сопротивления, наружная сторона эакручивающего элемента изогнута в секторе
70 — 90 по окружности радиусом
1613176
1 ехррд М.Ходанич
Корректор M.Ïî о
Редактор И. Касард "<
Заказ 3851 Тираж 459 Подписное
ВНИИ11И Гоп дар<;тленного к.мнтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113(J>, . 1о«ква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5, Прон.. в,до гневно -и я;tгедьский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул . Гагарина, 101
0,65-0,80 диаметра цилиндрической части корпуса с центром, лежащим в плоскости, проходящей через ось выхлопной трубы и линию сопряжения закручивающего элемента с цилиндрической частью корпуса и являющуюся нормалью. к верхней поверхности закручивающего г элемента, переходящей в винтовую поверхность с изменяющимся по ее длине углом наклона к горизонтали, а внутренняя сторона закручивающего элемента выполнена плоской, сопрягающейся с поверхностью выхлопной трубы.
