Устройство для пылеулавливания
Владельцы патента RU 2480294:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) (RU)
Изобретение относится к инерционной очистке газов от пыли и может быть использовано в любой отрасли производства, где применяется очистка газовых потоков от пыли, в частности после сушильных агрегатов в пищевой и химической промышленности. Устройство для пылеулавливания содержит цилиндроконический корпус с тангенциально расположенным под углом к горизонтали входным патрубком и расположенным в центре корпуса соосно цилиндрическим выходным патрубком. В корпус устройства установлена коническая вставка, снабженная щелевыми улавливающими отверстиями, выполненными под углом к образующей конуса. Зазор между стенкой пылеулавливателя и конической вставкой больше наибольшего размера улавливаемых частиц. Технический результат: повышение эффективности очистки запыленных газов от пыли. 2 ил.
Изобретение относится к пищевой и химической промышленности и может быть использовано в любой отрасли производства, где применяется инерционная очистка газов от пыли, в частности после сушильных агрегатов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является циклон ЦН-11 [Штокман Е.А. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности. - М.: АСВ, 2001 - 563 с. В разделе 6.2.], который состоит из цилиндроконического корпуса с входным патрубком, тангенциально расположенным под углом к горизонтали, и расположенным в центре корпуса соосно цилиндрическим выходным патрубком.
Недостатком является невысокая степень очистки газовых выбросов от пыли вследствие возможности взвихривания и выноса ее мелких фракций с выходящим из циклона очищенным газовым потоком.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки запыленных газов от пыли.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в устройстве для пылеулавливания, содержащем цилиндроконический корпус с тангенциально расположенным под углом к горизонтали входным патрубком и расположенным в центре корпуса соосно цилиндрическим выходным патрубком, новым является то, что в корпус устройства для пылеулавливания установлена коническая вставка, снабженная щелевыми улавливающими отверстиями, выполненными под углом к образующей конуса, при этом зазор между стенкой пылеулавливателя и конической вставкой больше наибольшего размера улавливаемых частиц.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности очистки запыленных газовых выбросов от пыли.
На фиг.1 представлено предлагаемое устройство для пылеулавливания; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Устройство для пылеулавливания (фиг.1-2) включает: цилиндроконический корпус 1, тангенциально расположенный под углом к горизонтали входной патрубок 2, выходной патрубок 3, коническую вставку со щелевыми улавливающими отверстиями, выполненными под углом к образующей конуса 4, пластины крепления конической вставки к корпусу пылеулавливателя 5, разгрузочный патрубок 6.
Предложенное устройство для пылеулавливания работает следующим образом.
Запыленный газ, поступающий в устройство для пылеулавливания, благодаря взаимному расположению корпуса 1 и входного патрубка 2, движется по спирали по направлению к нижнему концу выходного патрубка 3. Под действием возникающей при этом центробежной силы, частицы пыли, находящиеся в газовом потоке, движутся к стенке корпуса пылеулавливателя. При этом частицы пыли большего размера касаются стенки пылеулавливателя и движутся по ней вниз в коническую часть к разгрузочному патрубку 6. Частицы меньшего размера, имеющие меньшую радиальную составляющую скорости, движутся в нисходящем газовом потоке дольше крупных частиц и достигают внутренней поверхности конической вставки со щелевыми улавливающими отверстиями 4, прикрепленной к стенке пылеулавливателя креплениями 5 (размещение конической вставки по высоте пылеулавливателя определяется в зависимости от предполагаемого места достижения мелкими частицами пыли внутренней поверхности конической вставки). Продолжая движение по внутренней поверхности конической вставки 4, мелкие частицы пыли попадают в щелевые улавливающие отверстия и опускаются вниз к разгрузочному патрубку 6 в пространстве, образованном стенкой корпуса пылеулавливателя и внешней стенкой конической вставки 4, что предотвращает их взвихривание и вынос из аппарата с выходящим газовым потоком через выходной патрубок 3. Конфигурация, размеры и угол наклона щелевых улавливающих отверстий в конической вставке определяются в зависимости от физико-механических свойств пыли и режимных параметров работы пылеулавливателя с помощью решения системы дифференциальных уравнений:
где: g - ускорение свободного падения;
- скорость частицы;
- нормальная реакция поверхности;
f - коэффициент трения скольжения частицы по поверхности циклона;
m - масса частицы;
νB - скорость воздушного потока;
α - угол ввода воздушного потока в циклон;
r, φ, θ - сферические координаты;
- проекция ускорения частицы на соответствующие координатные оси;
- проекция скорости частицы на соответствующие координатные оси;
;
λ - поправка на фактическую форму частиц;
d - размер частиц;
µB - динамическая вязкость воздуха.
Результатом решения системы дифференциальных уравнений (1) и (2) являются координаты (r, φ) последовательных положений частицы пыли на стенке корпуса пылеулавливателя, а также зависимости от времени проекций (
, 
) и модуля (ν) вектора скорости частицы.
Конфигурация улавливающего отверстия выбирается так, чтобы касательная к его средней линии была нормальна траектории частицы пыли в данной точке r=r(φ). В простейшем случае постоянный угол наклона улавливающего отверстия к образующей конуса определяется как среднее значение углов наклона касательных.
Длина улавливающего отверстия ограничивается высотой конической вставки, а ширина определяется скоростью ν=ν(r, φ) движения частиц по ее поверхности.
Предложенное устройство для пылеулавливания позволяет повысить эффективность очистки запыленных газовых выбросов от пыли.
Устройство для пылеулавливания, содержащее цилиндроконический корпус с тангенциально расположенным под углом к горизонтали входным патрубком и расположенным в центре корпуса соосно цилиндрическим выходным патрубком, отличающееся тем, что в корпус устройства для пылеулавливания установлена коническая вставка, снабженная щелевыми улавливающими отверстиями, выполненными под углом к образующей конуса, при этом зазор между стенкой пылеулавливателя и конической вставкой больше наибольшего размера улавливаемых частиц.
