Вихревой аппарат с применением ультразвуковых колебаний

Авторы патента:

B04C5 - Устройства, в которых осевое направление вихревого потока изменяется на противоположное

Владельцы патента RU 2482923:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от механических и газообразных примесей и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях промышленности. Вихревой аппарат для очистки газа содержит корпус, состоящий из винтового закручивающего устройства и трех камер: энергетического разделения, очищенного газа и пылеприемной, выхлопных труб и разгрузочного отверстия для шлама. Винтовое закручивающее устройство выполнено с двухзаходными каналами с проточками прямоугольного сечения, уменьшающимися по ходу движения потока, в зоне которых смонтированы два магнитострикционных преобразователя, подключенных к генератору ультразвуковых колебаний. Технический результат: интенсификация процесса сепарации аэродисперсных газов, уменьшение гидравлического сопротивления и степени забивания винтовых каналов отложениями пыли. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки аэродисперсных газов от дисперсной фазы и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях промышленности.

Известен вихревой аппарат, содержащий цилиндрический корпус, в котором расположен циклонный элемент с входным патрубком, выхлопной трубой и разгрузочным отверстием для шлама. Во входном патрубке установлен шнековый закручиватель, образующий с элементами корпуса прямоугольные винтовые каналы с уменьшающимся по ходу движения потока сечением (Патент Швеции №423493, МКИ В04С 5/06, опубл. 10.05.82).

Недостаток этого устройства заключается в низкой эффективности газоочистки в связи с тем, что внутри винтовых каналов образуются застойные зоны, что приводит к забиванию каналов, увеличению гидравлического сопротивления и снижению степени очистки аэродисперсных газов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вихревой мультициклонный аппарат, содержащий корпус и расположенные в нем циклонные винтовые элементы с выхлопными трубами, разгрузочным отверстием для шлама, завихритель выполнен из внутренней и наружной втулок, образующих круглый винтовой канал с уменьшающимся сечением по ходу потока, с целью уменьшения зарастания каналов отложениями частиц, завихритель выполнен из фторопласта (Авторское свидетельство №1096003 МКП В04С 5/02, опубл. 07.06.84. Бюл. №21, (прототип)).

Недостаток известного вихревого мультициклонного аппарата заключается в сложности конструкции из-за винтовых проточек и совмещения втулок при образовании винтового канала, а также в недостаточной эффективности очистки аэродисперсных газов.

Задачей изобретения является повышение эффективности сепарации аэродисперсных газов за счет снижения гидравлического сопротивления и степени забивания винтовых каналов отложениями дисперсных частиц.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в интенсификации процесса сепарации аэродисперсных газов.

Указанная задача решается за счет того, что в вихревом аппарате, содержащем корпус, состоящий из винтового закручивающего устройства и трех камер: энергетического разделения, очищенного газа и пылеприемной, выхлопных труб и разгрузочного отверстия для шлама, в отличие от прототипа, в зоне винтового закручивающего устройства установлены магнитострикционные преобразователи, при этом винтовое закручивающее устройство выполнено с двухзаходными каналами с проточками прямоугольного сечения, уменьшающимися по ходу движения потока, в зоне которых смонтированы два магнитострикционных преобразователя, подключенных к генератору ультразвуковых колебаний.

Технический результат, обеспечиваемый вихревым аппаратом с применением ультразвуковых колебаний, выражается в повышении эффективности очистки газов и снижении гидравлического сопротивления устройства. Применение ультразвуковых колебаний при очистке газов позволяет исключить при работе аппарата застойные зоны, что делает невозможным зарастание его внутренних элементов отложениями пыли, это в свою очередь способствует снижению гидравлического сопротивления устройства. Таким образом, создается оптимальный режим работы вихревого аппарата, что дает возможность расширить диапазон устойчивой работы при переменных характеристиках пылегазового потока и повысить производительность и эффективность очистки аэродисперсных газов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен поперечный разрез вихревого аппарата с применением ультразвуковых колебаний.

Вихревой аппарат с применением ультразвуковых колебаний в соответствии с чертежом содержит корпус, включающий камеру энергетического разделения 1, внутри которой установлено винтовое закручивающее устройство 2 с диафрагменным каналом для отвода очищенного потока 3, соединенным в верхней по ходу потока части с камерой очищенного газа 4. Над камерой энергетического разделения размещена пылеприемная камера 5, которая снабжена штуцером для подачи входного потока 6. С внешней стороны камеры энергетического разделения расположены два магнитострикционных преобразователя (ПМС - 6-22) 7, снабженные штуцерами для подвода ультразвука от генератора ультразвуковых колебаний (УЗГ 1-4) 8. Для вывода очищенного потока в верхней и нижней части аппарата размещены выходные штуцеры 9 и 10. Отвод скопившегося шлама осуществляется через разгрузочное отверстие для вывода шлама 11. В нижней части аппарата предусмотрено смотровое окно 12 и шламосборник 13.

Вихревой аппарат работает следующим образом.

Аэродисперсная смесь через входной патрубок 6 поступает в каналы винтового закручивающего устройства 2 и под воздействием ультразвука от магнитострикционных преобразователей (ПМС - 6-22) 7 в виде закрученной струи попадает в камеру энергетического разделения 1. Отсепарированная центробежной силой дисперсная фаза под воздействием ультразвука от магнитострикционных преобразователей (ПМС - 6-22) 7 попадает в шламосборник 13, укрупняется и выводится через разгрузочное отверстие 11. Очищенный газ через диафрагменный канал 3 попадает в камеру очищенного газа 4 и удаляется из аппарата через патрубок 10.

Предлагаемая конструкция аппарата за счет использования ультразвуковых колебаний позволяет создать благоприятные условия для эффективного движения дисперсного потока в винтовом закручивающем устройстве, исключает застойные зоны, что приводит к повышению эффективности сепарации и снижению гидравлического сопротивления.

Исследование влияния конструктивных параметров камеры энергетического разделения и винтового закручивающего устройства с применением ультразвука на эффективность сепарации.

Исследования по изучению сепарационных свойств проводились на металлической двухзаходной вихревой трубе D=125·2,5 мм с диаметром по резьбе 175 мм с переменной глубиной нарезки от 10 до 25 мм с шагом нарезки 8,5 мм, условный угол выхода газа α=78°. Наложение ультразвуковых колебаний для очистки газовой смеси проводилось со следующей фиксированной частотой: 18,5; 21,6; 22,1; 23,5 кГц. Лучшие результаты получены при частоте ультразвука 21,6 кГц.

Очищалась аэродисперсная фтало-воздушная парогазовая смесь от дисперсной фазы, при изменении расходов газа 196-250 нм³/ч и дисперсной фазы 0,62-23,0 г/нм³. В результате опытов было установлено, что эффективность сепарации в вихревом аппарате с прямоугольными закручивающими каналами составляет 96%. При этом гидравлическое сопротивление ВЗУ находилось в пределах 50 мм вод. ст.

Эксперименты показали, что наложение ультразвуковых колебаний в процессе газоочистки позволяет исключить забиваемость каналов отложениями дисперсной фазы и повысить эффективность сепарации.

Вихревой аппарат для очистки газа, содержащий корпус, состоящий из винтового закручивающего устройства и трех камер: энергетического разделения, очищенного газа и пылеприемной, выхлопных труб и разгрузочного отверстия для шлама, отличающийся тем, что в зоне винтового закручивающего устройства установлены магнитострикционные преобразователи, при этом винтовое закручивающее устройство выполнено с двухзаходными каналами с проточками прямоугольного сечения, уменьшающимися по ходу движения потока, в зоне которых смонтированы два магнитострикционных преобразователя, подключенных к генератору ультразвуковых колебаний.

Способ разделения механических смесей на основе использования свойств вихревого потока и применения вихревого сепаратора-конфузора // 2475310

Блок очистителей // 2471566

Изобретение относится к батарейным гидроциклонам для отделения твердых материалов от текучей среды и касается блока очистителей. .

Сепаратор газа и твердых частиц // 2471565

Изобретение относится к сепараторам газа и твердых частиц. .

Блок гидроциклонов системы фракционного разделения суспензий руд тонкого помола // 2465062

Изобретение относится к технике разделения суспензий руд на горно-обогатительных и металлургических комбинатах и может быть использовано в горнорудной, цветной, химической и других отраслях промышленности.

Гидроциклон системы фракционного разделения суспензий руд тонкого помола // 2465061

Изобретение относится к технике разделения суспензий руд, а именно к гидроциклонам, используемым в системах фракционного разделения суспензий руд тонкого помола и может быть использовано в горно-рудной отрасли, в черной и цветной металлургии, химической и других отраслях промышленности.

Гидроциклон системы фракционного разделения суспензий руд тонкого помола // 2465060

Изобретение относится к технике разделения суспензий руд, а именно к гидроциклонам, используемым в системах фракционного разделения суспензий руд тонкого помола, и может быть использовано в горнорудной отрасли, в черной и цветной металлургии, химической и других отраслях промышленности.

Насос-гидроциклонная установка системы разделения суспензий руд // 2465059

Изобретение относится к технике разделения суспензий руд на горно-обогатительных и металлургических комбинатах и может быть использовано в горно-рудной, цветной, химической и других отраслях промышленности.

Насос-гидроциклонная установка системы разделения суспензий руд // 2465058

Насос-гидроциклонная установка системы разделения суспензий руд // 2465057

Гидроциклон с криволинейной образующей внутренней поверхности (варианты) // 2488447

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в которой осуществляются процессы разделения материала в жидкой среде по крупности и плотности

Вихревой пылеуловитель // 2489194

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от пыли и может быть использовано в энергетической, химической, текстильной, строительной, металлургической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности

Влагомаслоотделитель // 2489195

Изобретение относится к области отделения дисперсных частиц от газов и может быть использовано в машиностроительной, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности

Центробежный пылеулавливатель // 2496584

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. Центробежный пылеулавливатель содержит цилиндроконический корпус с тангенциально расположенным под углом к горизонтали входным патрубком и расположенным в центре корпуса соосно цилиндрическим выходным патрубком. На стенке корпуса внутри центробежного пылеулавливателя ниже входного патрубка установлена вставка в форме винтовой поверхности, имеющая бортик со щелевидными улавливающими отверстиями. Техническим результатом является повышение эффективности очистки запыленных газовых выбросов. 3 ил.

Циклонный сепаратор // 2502564

Изобретение относится к циклонному сепаратору и может быть использовано в машиностроении и, в частности, в технологических процессах, в которых требуется сепарировать из потока газовой или жидкой среды под действием центробежных сил одно вещество, которое имеет более высокую плотность, чем основная средообразующая фракция. Циклонный сепаратор содержит корпус, входной патрубок для подвода первичного потока исходной среды, разделяемой на фракции, выходной патрубок для отвода потока основной средообразующей фракции, выходной патрубок для отвода вторичного потока отделяемой фракции с плотностью большей, чем плотность основной средообразующей фракции. Сепаратор содержит удлиненное контртело обтекания, размещенное в корпусе и оформляющее рабочее пространство сепаратора, по крайней мере, один вихреиндуцирующий элемент, средство отбора отделяемой фракции, полость для временного накопления отделяемой фракции, по крайней мере, один дренажный канал, сообщающий средство отбора отделяемой фракции с полостью для временного накопления отделяемой фракции. Вихреиндуцирующий элемент выполнен в виде, по крайней мере, одного кольцевого элемента с односторонней поверхностью, закрепленного на удлиненном контртеле обтекания и образующего спиралевидный канал переменного сечения по ходу потока. Средство отбора отделяемой фракции конструктивно совмещено с элементами дренажного канала. Техническим результатом является повышение эффективности циклонного сепаратора. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Блок гидроциклонов, способ сборки гидроциклонов в блок и опорная конструкция для гидроциклонов // 2508951

Изобретение относится к блоку гидроциклонов и способу их сборки. Блок гидроциклонов содержит гидроциклоны, которые содержат базовый конец и вершину. Кроме того, гидроциклоны содержат по меньшей мере впускную камеру для подлежащей очистке текучей среды, расположенную на базовом конце, и по меньшей мере верхнюю сливную камеру для верхнего продукта текучей среды. Также гидроциклоны содержат сепараторную камеру, имеющую удлиненную форму между базовым концом и вершиной, и по меньшей мере нижнее сливное отверстие на вершине. Впускная камера содержит по меньшей мере два боковых отверстия, расположенных на ее противоположных сторонах. Верхняя сливная камера содержит по меньшей мере два боковых отверстия, расположенных на ее противоположных сторонах. Боковые отверстия впускной камеры и верхней сливной камеры направлены одинаково. Гидроциклоны расположены на опорной конструкции, выполненной для их опоры. Гидроциклоны расположены бок о бок своими боковыми отверстиями смежно друг с другом и таким образом формируют впускную трубу посредством впускных камер и верхнюю сливную трубу посредством верхних сливных камер. Впускные камеры, формирующие впускную трубу, и верхние сливные камеры, формирующие верхнюю сливную трубу, выполнены с возможностью прижатия друг к другу. Согласно способу сборки гидроциклонов их подвешивают на опорную перекладину базовыми концами или головными частями и прижимают друг к другу. Опорная конструкция для блока гидроциклонов содержит опорную перекладину, конечную перекладину и одну нижнюю сливную трубу или две нижние сливные трубы. Опорная перекладина расположена параллельно нижней сливной трубе. Техническим результатом изобретения является упрощение обслуживания блока гидроциклонов, а также обеспечение возможности самоуплотнения блока гидроциклонов, дающее возможность не применять зажимных средств или подобных соединительных приспособлений. 4 н. и 34 з.п. ф-лы, 22 ил.

Золоуловитель // 2520467

Изобретение предназначено для очистки газа. Золоуловитель содержит соосные вертикальный корпус и газоотводную трубу, патрубок тангенциального ввода дымовых газов и регулирующее приспособление для регулирования характеристик на входе в газоотводную трубу. Верхняя часть корпуса выполнена цилиндрической, а нижняя - конфузорной, снабжена лопастным завихрителем и средством сбора и отвода отсепарированного материала. Регулирующее приспособление содержит сердечник, выполненный в виде полого корпуса в форме тела вращения, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения соосно с продольной осью вертикального корпуса относительно нижней кромки газоотводной трубы, выполненной с возможностью сброса стекающего по ней пограничного слоя к стенке вертикального корпуса. Верхняя часть наружной поверхности корпуса снабжена первым коллектором, выполненным с возможностью формирования водяной пленки по периметру его внутренней поверхности и связанным с источником воды. Ниже этого коллектора на внешней поверхности корпуса размещен второй коллектор, связанный с источником воды. Патрубок тангенциального ввода дымовых газов разделен по меньшей мере на два канала. В каждом из них размещены форсунки. Каждая форсунка сообщена со вторым коллектором. Технический результат: повышение эффективности очистки газов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ переэтерификации растительного масла // 2521343

Изобретение относится к способу переэтерификации растительного масла и может быть использовано в нефтехимической и топливной промышленности для получения компонентов жидкого биодизельного топлива, синтезируемого из возобновляемого сырья растительного происхождения. Способ переэтерификации растительного масла предусматривает введение в реактор нагретого до 60°C растительного масла, метилового спирта в мольном соотношении 1:6, гидроксида калия, взятого в количестве 1-3% от объема масла, с последующим перемешиванием реакционной массы. Перемешивание реакционной массы осуществляют в вихревом устройстве за счет взаимодействия двух вихревых потоков, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу. Использование предлагаемого способа позволит упростить технологию переэтерификации растительного масла, снизить затраты на ее проведение при сохранении высокого выхода и качества целевого продукта без значительного увеличения времени реакции. 1 пр. 2 ил.

Способ очистки газов от пыли // 2531313

Изобретение относится к технологии очистки газов от пыли в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии. Способ очистки газов от пыли включает ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз в цилиндрическом корпусе с разворотом очищенного потока вверх. После этого производят сбор потока уловленной пыли в пылесборнике, подачу в циклон потока вспомогательной коагулирующей жидкости, ориентированной на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и жидкости, брикетирование смеси на вальцовом прессе, установленном в нижней части пылесборника, с образованием потока брикетов в надбункерном пространстве и загрузку брикетов в сборный бункер. При этом во время очистки газа при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз в цилиндрическом корпусе циклона его охлаждают с помощью теплообменника, генерирующего водяной пар, затем последний подают в надбункерное пространство в виде струй водяного пара, ориентированных на поток брикетов. Техническим результатом является повышение степени очистки газов от пыли и расширение технологических возможностей способа очистки газов от пыли. 1 табл., 1 ил.

Циклон со множеством впускных каналов // 2535309

Изобретение относится к циклону, который может быть использован на этапе очистки газа в установке по производству чугуна. Циклон содержит корпус (4), стояк (8), множество впускных каналов (12) и выпуск (10). Первый конец (13) каждого впускного канала соединен со стояком, а второй конец (14) каждого впускного канала соединен с корпусом циклона. При этом стояк (8) вблизи корпуса циклона проходит соосно с корпусом циклона и установлен на корпусе циклона на опоре, а каждый впускной канал выходит из стояка радиально (23) и входит в корпус циклона тангенциально (24). Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности работы циклона за счет более равномерного распределения нагрузок и компоновки установки. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.