Вихревой пылеуловитель

 

Изобретение относится к устройствам сухой инерционной очистки во встречно-закрученных потоках и позволяет повысить степень очистки газа и Снизить гидравлическое сопротивление за счет выполнения винтового улиточного ззвихрителя 2 с наклоном к горизонтали в 10-30°, разворота его в плане вокруг выхлопной трубы на 180- 360° и с направляющим днищем 5 протяженностью не менее 0,5 длины улитки при расположении оси входного патрубка 6 на расстоянии 0,45-0,6 диаметра сепарационной камеры 1 пылеуловителя, а также за счет снабжения завихрителя 7 вспомогательного потока круговой жалюзийной решеткой 17с жалюзи, напоавленными под углом 10- 45° к касательной внутреннего диаг,е рз решетки 9 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 04 С 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4297506/26 . (22) 17,08;87 (46) 07.02.91. Бюл.. М 5 (71) Научно — исследовательский и проектный институт па газоочистным сооружениям, технике безопасности и. охране труда в. промышленности строительных материалов (72) А.Б. Лапшин, Г.Г. Козико, B.È. Соловьева и Л.И. Ловская (53) 621.928.37 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 956027, кл. В 04 С 3/06, 1980. (54). ВИХРЕВОЙ ПЫЛ ЕУЛОВИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к устройствам сухой инерционной очистки во встречно-за„„Я „„1625531 А1 крученных потоках и позволяет повысить степень очистки газа и Снизить гидравлическое сопротивление за счет выполнения винтового улиточного завихрителя 2 с наклоном к горизонтали в 10 — 30О, разворота его в плане вокруг выхлопной трубы на 180360 и с направляющим днищем 5 протяженностью. не менее 0,5 длины улитки при расположении оси входного патрубка 6 на расстоянии 0,45-0,6 диаметра сепарационной камеры 1 пылеуловителя, а также за счет снабжения завихрителя 7 вспомогательного потока круговой жалюзийной решеткой 17 с жалюзи,. напоавленными под углом 1045" к касательной внутреннего диаь;е. ра решетки. 9 ил, 1625531

25

40

Изобретение относится к устройствам сухой инерционной очистки во встречно-закрученных газовых потоках и может быть использовано в промышленности строительных материалов и других отраслях народного хозяйства. . Цель изобретения — повышение степени очистки газа и снижение идравлического сопротивления, На фиг. 1 изображен пылеуловитель, разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг; 3 — пылеуловитель, план, на фиг, 4— сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг..5- сечение

 — В на фиг, 3; на фиг. 6- сечение Г-Г на фиг, 3; на фиг. 7 — сечение.Д вЂ” Д на фиг. 3, на.фиг, 8 — зависимость степени очистки газа от отношения расходов основного потока газа к вспомогательному; на фиг. 9 — изменение степени очистки газа в зависимости.от условий скорости газа в аппарате, скорости входа газа в верхний и нижний эавихрители.

Вихревой пылеуловитель содержит цилиндрическую сепарационную камеру 1, установленный на входе в ее верхнюю часть завихритель 2 основного потока газов, выполненный в виде спирально — винтообразной улитки 3, выполненный с разворотом в плане вокруг выхлопной трубы 4 на 180—

360, наклоном к горизонтали 10 30, с.наи ра вля ющим днищем 5. протяженностью не менее 0,5 длины улитки 3 и входным патрубком 6, Вертикальная ось входного патрубка

6 удалена от оси сепарационной камеры 1. на расстояние 0,45 — 0,60 ее диаметра. К нижней части сепарационной камеры 1 примыкает завихритель 7 вспомогательного потока, состоящий из камеры 8 ввода газов, имеющей плоское днище 9 с осевым отверстием 10. К днищу 9 основанием соосно обтекателю 11 примыкает сквозной усеченный конус 12, образующий осевой сквозной канал 13 для уменьшения вредного влияния рециркуляции основного потока газа и под.сосов атмосферного воздуха, Сквозной усеченный конус 12 одновременно выполняет функцию обтекателя в камере 8, К камере 8 присоединены тангенциальный патрубок 14 для ввода вспомогательного потока газа и цилиндрические стенки 15, образующие пао лость 16, служащую для выравнивания скоростей газа перед поступлением его в завихритель 7 и газа, движущегося в осевом сквозном канале 13, поступающего в полость 16. Между сквозным усеченным конусом 12 и обтекателем 11 расположена жалюзийная решетка,17. Жалюзи решетки

17 направлены подуглом 10 — 45 к касательной внутреннего диаметра жалюзийнай решетки 17. На цилиндрической стенке 15 закреплена подпорная шайба 18, образующая со стенкой завихрителя 7 кольцевую щель 19 для вывода уловленной пыли, Снизу к завихрителю 7 примыкает диффузор 20 с патрубком 21 для вывода уловленной пыли в бункер, снабженный пылевым затвором

{не показан).

Вихревой пылеуловитель работает следующим образом.

Основной поток запыленного газа за счет разрежения, создаваемого за выхлопной трубой 4 вентиляционной установкой, попадает в патрубок 6 верхнего завихрителя 2 и движется, закручиваясь, вниз по направляющему днищу 5 спирально-винтообразной улитки 3. Сформированный таким образом и интенсивно-закрученный верхним завихрителем 2 газовый поток поступает в цилиндрическую сепарацианную камеру 1. При этом пыль пад действием центробежных сил атбрасы.вается к стенкам камеры 1 и вместе с периферийными струями основного потока. газа через кольцевую щель 19, диффуэар 20 и патрубак 21 выводится в бункер. Струи основного потока газав, находящиеся ближе к оси сепарационной камеры 1, с частью очень мелких пылевых частиц, подеергнувшихся сепарации, ат подпорной шайбь; 18 начинают подниматься к выхлопной . рубе 4 пылеуловителя.

Одновременно вспомогательный поток газа за счет разрежения, саэдавэема1а тай же вентиляционной установкой за выхлопной трубой 4; попадает во входной патрубок

14 нижнего эавихрителя 7. Затем, предварительно закрученный, поступает в камеру 8.

Далеегаэ паспирали проходит в паласть16. где происходит выравнивание скоростей в поперечных сечениях. B полость 16 поступа.ет через жалюзи 17 часть основного патака газа, транспортировавшая уловленную

Bblflb в бункер и падсась. атмосферного воздуха. Здесь происходит их вовлечение ва вращательное движение вспомогательного потока, Совместна вращаясь, газы поступают в сепарацианную камеру 1, где пад действием центробежных сил пылевые частицы вспомогательного потока газа геремещаются к периферийной части сепарационнай камеры 1, При атом. они пересекают очистившуюся часть основного патока газов, восходящую к выхлопной трубе 4, саударяясь с частицами мелкой пыли, сохранившимися в ней после очистки, Зти соударения вызывают укрупнение пылевых частиц (их каагуляцию) и вовлечение их в движение к периферийному потоку, транспортирующему уловленную пыль в бункер, Одновременно вторичный поток газов, вращаясь с высокой скоростью и в там же

1625531 гаться вперед по улитке 3 до ее конца, по- 55 степенно вводится в сепарационную камеру 1; Такое постепенное поступление газового потока в сепарационную камеру 1 позволяет обеспечить минимальное возможное сопротивление пылеуловителя, направлении, что и часть основного, потока газов, устремившаяся к выхлопной трубе 4, производит его подзакрутку. Это усиливает действие центробежных сил на оставшиеся в нем частицы пыли и увлекает их к периферийному потоку, транспортирующему уловленную пыль. Очистившиеся потоки газов движутся вверх к выхлопной трубе 4 и удаляются из пылеуловителя, Разворот улитки вокруг выхлбпной трубы на 180 — 360 позволяет плавно ввести гаэ в габарит сепарационной.камеры, Плавный ввод газа в пылеуловитель способствует снижению гидравлического сопротивления, благоприятствует более эффективному закручиванию потока газов, его входу и распределению в сепарационной камере. При более резком вводе газа, т, е. при развороте улитки менее чем на 180 наблюдается гидравлический удар и, чем меньше этот угол, тем сильнее гидравлический удар и, следовательно, тем больше гидравлическое сопротивление пылеуловителя.

Увеличение количества витков улитки нерационально, так как оно не дает никаких дополнительных эффектов, а лишь увеличивает металлоемкость пылеуловителя.

Оптимальная протяженность направляющего днища улитки составляет не менее

0,5 eeäëèíû, так как при меньшем значении длины направляющего днища поток газов раньше устремляется в корпус сепарационной камеры, что вызывает рост гидравлического сопротивления пылеуловителя. Кроме того, в этом случае поток газа не получает необходимой интенсивности закручивания, т. е. центробежная сила, обеспечивающая активную сепарацию пылевых частиц, равна или меньше силы радиального стока, и, следовательно, снижается степень о истки газов в пылеуловителе.

Возможен вариант обреза направляющего днища 5 (фиг, 3). В предлагаемом пылеулавителе удаляется только та часть направляющего днища 5, которая. находит. ся между выхлопной трубой 4 и стенкой цилиндрической сепарационной камеры 1 вихревого пылеуловителя (фиг. 7). В этом случае только часть запыленного газа, поступающая на:очистку, попадает через образовавшуюся щель 22 в сепарационную камеру 1. Остальная часть газа, прижатая центробежными силами к внешней боковой образующей улитки 3; продолжает продви5

50 обеспечивает благоприятное распределение газов в процессе сепарации, что способствует высокой обеспечивающей способности пылеуловителя.

Угол наклона верхней образующей улитки к горизонтали лежит в интервале 1030О. При угле меньше 10 увеличивается число витков спирали улитки, что приводит к значительному росту ее гидравлического сопротивления, а, следовательно, и всего пылеуловителя, При угле наклона верхней образующей улитки более 30 происходит значительное уменьшение числа витков спирали улитки (спираль становится сильно растянутой по вертикали), струи газового потока при этом закручиваются менее интенсивно, что приводит к затуханию действия центробежной силы. Вследствие этого происходит снижение степени очистки газов в пылеуловителе, Расстояние вертикальной оси входного патрубка улитки от оси пылеуловителя находится в интервале 0,45 — 0,60 диаметра пылеуловителя. Приближение оси входного патрубка верхнего завихрителя к оси пылеуловителя менее чем на 0,45 диаметра аппарата вызывает значительный рост гидравлического сопротивления верхнего завихрителя и всего пылеуловителя в целом из-эа резкого входа газового потока в корпус. Кроме того, такое приближение патрубка завихрителя способствует проходу пылевых частиц через пылеуловитель. Происходит резкое снижение степени очистки.

Удаление оси входного патрубка от оси аппарата более чем на 0,60 его диаметра приводит к недостаточному закручиванию потока газов в верхнем завихрителе и снижению степени очистки газа.

В нижнем эавихрителе угол наклона.жал,оэи к касательной находится в интервале

10.— 45О. При вращении вспомогательного потока газов вдоль поверхностей жалюзи происходит подсасывание газов, транспортирующих пыль в бункер, и подсосов атмосферного воздуха, т. е. вспомогательный поток работает как побудитель тяги в сквозном осевом канале. При угле наклона жалюзи меньше 10 вспомогательный поток при вращении проникает в сквозной осевой канал и.создает в нем подпор. Б результате этого происходит выбивание подсосов воздуха и части основного потока газа, транспортирующей уловленную пыль через кольцевую щель нижнего завихрителя в сепарационную камеру. При прохождении через кольцевую щель газы захватывают с собой уже уловленную пыль, При угле больше 45 выходящий из жалюзи газ нарушает крутку вспомогательного потока.

1625531

Пример. Используют вихревой пылеуловитель диаметром 200 мм и производительностью по газу 1000 м /ч. Температура запыленного газового потока 20 С. Начальная запыленноть воздуха в опытах 5,0 г/м . 5

Средний медианный диаметр частиц пыли, просеянной на сите 140 мкм, 25 мкм. Для проведения опытов используют пыль из бункеров батарейных циклонов, установленных на вращающейся печи комбината 10 строительных материалов.

Наибольшая пылеулавливающая способность у вихревого пылеуловителя проявляется при отношении расходов газов основного потока к дополнительному в пре- 15 делах 4,0 — 6,0 (фиг, 8). .Оптимальная условная скорость газов в поперечном сечении вихревого пылеуловителя находится в пределах 7,0-9,0 м/с (фиг.

9). При выполнении исследований соотно- 20 шение расходов основного и вспомогатель.ного потоков газов находится в пределах 4,0 — 6,0. Этим условиям соответствуют скорости входа газов в верхний завихрител ь 23,530,0 м/с, а в нижний 19,5 — 25,7 м/с. 25

При использовании предлагаемого пылеуловителя повышается степень очистки газов до 98,4ф по сравнению с известным, . имеющим степень очистки 95 $.

Формула изобретения

Вихревой пылеуловитель, содержащий цилиндрическую сепарационную камеру с улиточным завихрителем основного потока газа в верхней части, входной патрубок улиточного завихрителя, осевую выхлопную трубу, цилиндро-конический эавихритель вспомогательного потока с центральным сквозным усеченным конусом и обтекателем, пылесборную камеру, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени очистки газа и снижения гидравлического сопротивления, улиточный завихритель выполнен винтовым с наклоном к горизонтали в 10 — 30, разворотом в плане вокруг выхлопной трубы на 180 — 360 и с направляющим днищем протяженностью не менее 0,5 длины улитки, при этом вертикальная ось входного патрубка улиточного завихрителя размещена на рассгоянии 0,45 — 0,6 диаметра сепарационной камеры от ее оси, а эавихритель вспомогательного потока газа снабжен круговой жалюзийной решеткой, размещенной между сквозным конусом и обтекателем, причем жалюзи решетки на-. правлены пор углом 10-45 к касательной внутреннего диаметра лсал озийной решгки, Фие 5

b-Б

8-В

Фиг. У

Г-Г (псЗ peymп

Уигб ..

1625531

Фиг.7

1625531

2 4 6 д 10 даполнитевь нам Рог.8 д m Л

СЬг. У

Редактор О. Головач

Заказ 243 Тираж 344 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раудская наб., 4/5

Г1роизводственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

99

Дд

Q д7

gg

95 .с) . Я ъ 93

5 б 7 8 У сла8ная скарость 5озду а б ап7 ОРИ Я

zg д за

Скоросщь &ода 8o3ogta б Вф хни0 з0ЬУхРи, 1

Составитель А. Сафонов

Техред М.Моргентал Корректор M. Демчик