Виброакустический циклон

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. Циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенный в его верхней части периферийный ввод газового потока, осевой выходной патрубок очищенного газа, генератор звуковых колебаний, вибратор, акустическую колонку. Акустическая колонка в своей нижней части соединена с осевым выходным патрубком очищенного газа и содержит коническую отбойную шайбу, установленную своим большим основанием в нижнем основании колонки. Полость, образованная поверхностями отбойной шайбы и колонки, связана байпасным отводом с периферийным вводом газового потока. В верхней части акустической колонки расположены выходной патрубок очищенного газа и генератор звуковых колебаний, связанный с блоком управления. Крепление конической части корпуса к цилиндрической части осуществляется посредством упругого фланца, а в нижней части корпуса закреплено кольцо, подпружиненное относительно основания или постамента упругим элементом, над которым закреплен вибратор. Технический результат: повышение эффективности пылеулавливания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброакустический циклон по а.с. СССР №893227, кл. В 01 D 35/06, 1981 г., содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенный в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, генератор звуковых колебаний, вибратор (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность пылеулавливания за счет частичного возврата мелкодисперсной пыли в осевой патрубок.

Целью изобретения является повышение эффективности пылеулавливания.

Это достигается тем, что виброакустический циклон, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенный в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, генератор звуковых колебаний, вибратор, снабжен акустической колонкой, которая в своей нижней части соединена с осевым выходным патрубком очищенного газа и содержит коническую отбойную шайбу, установленную своим большим основанием в нижнем основании колонки, а полость, образованная поверхностями отбойной шайбы и колонки, связана байпасным отводом с периферийным вводом газового потока, причем в верхней части акустической колонки расположены выходной патрубок очищенного газа и генератор звуковых колебаний, связанный с блоком управления, причем на цилиндрической части корпуса закреплено кольцо, жестко связанное посредством кронштейнов с основанием или постаментом, а оставшаяся цилиндрическая часть корпуса с конической частью прикреплены к кольцу посредством дополнительного кольца и упругого элемента, при этом вибратор с блоком управления размещен на кольце, жестко связанном с конической частью циклона и с основанием через упругий элемент, при этом оптимальными параметрами для звуковой обработки являются: уровень звукового давления в диапазоне 130÷145 дБ, частота звуковых колебаний в диапазоне 900÷2000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5÷2,5 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 2 г/м³, а для вибрационной обработки: уровень вибрации в диапазоне 70÷85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5÷125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 0,5 г/м³.

На фиг.1 изображен общий вид виброакустического циклона с подсоединением акустической колонки к вводу газового потока циклона и вибратора к коническому бункеру, на фиг.2 - общий вид виброакустического циклона с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона и вибратора к коническому бункеру.

Виброакустический циклон с подсоединением акустической колонки к вводу газового потока циклона и вибратора к коническому бункеру (вариант на фиг.1) содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, винтообразную крышку 3, выхлопную трубу 4, цилиндрическую часть корпуса 5, коническую часть 6 корпуса и фильтрующий элемент 7, выполненный в виде тела вращения и установленный на выходном патрубке 2. Ввод 1 газового потока циклона соединен воздуховодом 9 с акустической колонкой 8 в нижней ее части, а в верхней части колонки расположен входной патрубок 10 запыленного газового потока, причем генератор звуковых колебаний расположен в верхней части колонки и связан посредством цепочки 11 с блоком управления 12. Крепление конической части 6 корпуса к цилиндрической части 5 осуществляется посредством упругого фланца 13. В нижней части корпуса закреплено кольцо 14, подпружиненное относительно основания или постамента упругим элементом 16, а над ним закреплен вибратор 15.

Виброакустический циклон с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона и вибратора к коническому бункеру (вариант на фиг.2) содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, винтообразную крышку 3, выхлопную трубу 4, цилиндрическую часть корпуса 5, коническую часть 6 корпуса и акустическую колонку 7, которая в своей нижней части соединена с осевым выходным патрубком 2 очищенного газа и содержит коническую отбойную шайбу 10, установленную своим большим основанием в нижнем основании акустической колонки, а полость, образованная поверхностями отбойной шайбы 10 и колонки 7 связана байпасным отводом 6 с периферийным вводом 9 газового потока, причем в верхней части акустической колонки расположены выходной патрубок 11 очищенного газа и генератор звуковых колебаний, связанный цепочкой 12 с блоком управления 13. На выходе патрубка 11 может быть установлен фильтрующий элемент (на чертеже не показан). На цилиндрической части 5 корпуса закреплено кольцо 14, жестко связанное посредством кронштейнов 21 с основанием или постаментом, а оставшаяся цилиндрическая часть 5 корпуса с конической прикреплены к кольцу 14 посредством кольца 15 и упругого элемента 16. Вибратор 19 с блоком управления 20 размещен на кольце 17, жестко связанным с конической частью 6 и с основанием через упругий элемент 18.

Оптимальными параметрами для звуковой обработки являются: уровень звукового давления в диапазоне 130...145 дБ, частота звуковых колебаний в диапазоне 900...2000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2,5 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 2 г/м³.

Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются: уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 0,5 г/м³.

Предлагаемый виброакустический циклон работает следующим образом.

Запыленный газовый поток подается через патрубок 10 в акустическую колонку 8, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления 12. В звуковой колонке 8 происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы коагулируются, а крупные частицы оседают вниз колонны, откуда воздушный поток поступает на вторичную очистку в циклоне через воздуховод 9 на ввод 1. Здесь он закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и винтообразной крышки 3. Затем направляется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата. В результате этого частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть 6 корпуса для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 2. При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в конической части корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 7, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 7 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа.

Фильтрующий элемент 7 может быть выполнен в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария или в виде поверхности, образованной вращением вокруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например П-образного профиля или полуокружности (т.е. в виде полусферы), что увеличивает его площадь фильтрации и звукопоглощения. Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15...25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.

Для ускорения осаждения частиц пыли применяют их вибротранспортирование путем сообщения корпусным деталям циклона вибрации с заданными параметрами с помощью вибратора 15, установленного на кольце 14 (например, для варианта на фиг.1). Регулирование параметров возникающего вибродинамического режима осуществляют посредством блока управления.

Работа виброакустического циклона с подсоединением акустической колонки к осевому выходному патрубку циклона и вибратора к коническому бункеру (вариант на фиг.2) осуществляется следующим образом.

Запыленный газовый поток подается через патрубок 9 на периферийный ввод 1 циклона. Здесь он закручивается за счет тангенциального ввода и винтообразной крышки 3. Затем направляется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата. В результате этого частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии, и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть 6 корпуса для сбора уловленной пыли. Предварительно очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 2 и попадает в акустическую колонку 7, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления 13. В звуковой колонке 7 происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы коагулируются и крупные частицы оседают вниз звуковой колонки в полость, образованную поверхностями отбойной шайбы 10 и колонки, которая связана байпасным отводом 8 с периферийным вводом 9 газового потока. Отсюда часть воздушного потока с осевшими частицами пыли за счет явления эжекции вновь поступает по байпасному отводу 8 на ввод 9 и в циклон. Очищенный воздух выходит из верхней части колонки через патрубок 11, на конце которого может быть установлен фильтрующий элемент (на чертеже не показан). Для ускорения осаждения частиц пыли применяют их вибротранспортирование путем сообщения корпусным деталям циклона вибрации с заданными параметрами с помощью вибратора 19, установленного на кольце 17 (например, для варианта на фиг.2). Регулирование параметров возникающего вибродинамического режима осуществляют посредством блока управления 20.

1. Виброакустический циклон, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, генератор звуковых колебаний, вибратор, отличающийся тем, что он снабжен акустической колонкой, которая в своей нижней части соединена с осевым выходным патрубком очищенного газа и содержит коническую отбойную шайбу, установленную своим большим основанием в нижнем основании колонки, а полость, образованная поверхностями отбойной шайбы и колонки, связана байпасным отводом с периферийным вводом газового потока, причем в верхней части акустической колонки расположены выходной патрубок очищенного газа и генератор звуковых колебаний, связанный с блоком управления, причем на цилиндрической части корпуса закреплено кольцо, жестко связанное посредством кронштейнов с основанием или постаментом, а оставшаяся цилиндрическая часть корпуса с конической частью прикреплены к кольцу посредством дополнительного кольца и упругого элемента, при этом вибратор с блоком управления размещен на кольце, жестко связанном с конической частью циклона и с основанием через упругий элемент.

2. Виброакустический циклон по п.1, отличающийся тем, что оптимальными параметрами для звуковой обработки являются уровень звукового давления в диапазоне 130÷145 дБ, частота звуковых колебаний в диапазоне 900÷2000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5÷2,5 с, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м³, а для вибрационной обработки уровень вибрации в диапазоне 70÷85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5÷125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 0,5 г/м³.