Изобретение предназначено для очистки воздуха и газов от пыли и относится к области горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной и другим отраслям промышленности. Известены: прямоточный циклон (Справочник проектировщика по пыле- и газоулавливанию, А.А. Русанова. М.Ю, Энергия, 1975 г., глава «Прямоточные циклоны», стр.69) и прямоточный циклон по авторскому свидетельству СССР 1296230, кл. B04C 3/00, пр. 25.02.85 г. Известен прямоточный циклон по заявке №2001126902/12, 03.10.2001 г., принятый за прототип. Общий недостаток вышеперечисленных прямоточных циклонов - низкая эффективность улавливания пыли. По данным авторов прямоточного циклона-прототипа эффективность улавливания средних частиц (от 10 до 30 мкм) находится в пределах 75-78,7%, в то время как противоточный циклон НИИОГаза СДК - ЦН-33 (и СК ЦН-34) на пыли такой же дисперсности имеет степень улавливания 95-98% (Справочник проектировщика по вентиляции и кондиционированию воздуха. М., Стройиздат, 1978 г., стр.89, рис.4.9).The invention is intended for the purification of air and gases from dust and relates to the field of mining, metallurgy, engineering, construction and other industries. Known: direct-flow cyclone (Designer Handbook for dust and gas collection, A. A. Rusanova. M.Yu., Energy, 1975, chapter "Direct-flow cyclones", p. 69) and direct-flow cyclone according to the copyright certificate of the USSR 1296230, cl. B04C 3/00, ave. 25.02.85, Known direct-flow cyclone according to the application No. 2001126902/12, 03.10.2001, adopted for the prototype. A common disadvantage of the above direct-flow cyclones is the low dust collection efficiency. According to the authors of the direct-flow cyclone prototype, the efficiency of capture of medium particles (from 10 to 30 μm) is in the range of 75-78.7%, while the countercurrent cyclone of NIIOGAZ SDK - TsN-33 (and SK TsN-34) on dust such dispersion has a degree of capture of 95-98% (designer's Guide to ventilation and air conditioning. M., Stroyizdat, 1978, p. 89, Fig. 4.9).
К недостаткам прямоточного циклона прототипа относятся: наличие дополнительных двух кожухов, промежуточного бункера, разделительной камеры, которые усиливают турбулентное перемешивание потока газа, снижающего эффективность пылеулавливания и повышающего гидравлическое сопротивление. В прямоточном циклоне поток газа из корпуса попадает в выходную трубу, не меняя своего направления, при этом частицы пыли уже на входе в выходную трубу расположены близко к ее стенке и могут быть вынесены из циклона. Большинство средних частиц не успевает подойти к стенке корпуса и уносится радиальным стоком в выходную трубу. Острая кромка на входе в выходную трубу способствует захвату пыли и увеличивает гидравлическое сопротивление. Выход выходной трубы большого диаметра через бункер уменьшает его емкость и затрудняет удаление пыли из него. С целью повышения производительности, эффективности пылеулавливания, снижения гидравлического сопротивления и забивания пылью предложен прямоточный циклон с двумя выходными трубами: верхней для удаления газа, очищенного от пыли, и нижней для удаления с очисткой рециркуляционного газа. На выходные трубы установлены входные коллекторы плавного входа вращающегося газа, обеспечивающие минимальное гидравлическое сопротивление, минимальный унос в них средних и мелких частиц пыли, и установлены внутренние конусы для прижима вращающегося, запыленного потока газа к стенкам корпуса циклона. Между выходными трубами установлен обтекатель, на котором формируются верхний, восходящий поток и нижний, нисходящий. Он же разделяет по высоте потоки друг от друга. Телескопическая вставка с коллектором и верхним внутренним конусом и обтекатель установлены на пружинах для вибрационного удаления пыли с их поверхности.The disadvantages of the direct-flow cyclone of the prototype include: the presence of two additional casings, an intermediate hopper, a separation chamber, which enhance the turbulent mixing of the gas stream, which reduces the dust collection efficiency and increases the hydraulic resistance. In a direct-flow cyclone, the gas flow from the body enters the outlet pipe without changing its direction, while dust particles are already located at the entrance to the outlet pipe close to its wall and can be carried out of the cyclone. Most of the medium particles do not have time to approach the wall of the body and is carried away by radial drain into the outlet pipe. The sharp edge at the inlet to the outlet pipe contributes to the capture of dust and increases the hydraulic resistance. The output of the large diameter outlet pipe through the hopper reduces its capacity and makes it difficult to remove dust from it. With the aim of increasing productivity, dust collection efficiency, reducing hydraulic resistance and clogging with dust, a direct-flow cyclone with two outlet pipes is proposed: the upper one for removing dust-free gas and the lower one for recirculating gas removal with cleaning. The output pipes are equipped with input manifolds for a smooth entrance of a rotating gas, providing minimal hydraulic resistance, minimum entrainment of medium and small dust particles in them, and internal cones are installed to clamp a rotating, dusty gas stream to the walls of the cyclone body. A fairing is installed between the outlet pipes, on which the upper, upward flow and lower, downward flow are formed. He also divides the height of the flows from each other. A telescopic insert with a collector and an upper inner cone and a cowl are mounted on springs for vibrational removal of dust from their surface.
Прямоточный циклон фиг.1, фиг.2 состоит из корпуса 1 с входным патрубкам 2, улитки, выполненной по архимедовой спирали 3, перехода 4, выходной трубы 5, телескопической вставки 6 с верхним внутренним конусом 7, входным коллектором 8, тросом 9, пружиной 10, опорным диском 11, нижней выходной трубы-отвода 12 с нижним внутренним конусом 13, отделяющим корпус от бункера, с входным коллектором 14, обтекателя 15 с пружиной 16, диском 17, установленным на стойке 18, которая закреплена к выходной трубе-отводу пластинами 19, бункера 20 с затвором 21, коллектора чистого газа 22.Direct-flow cyclone of FIG. 1, FIG. 2 consists of a housing 1 with inlet nozzles 2, a snail made in an Archimedean spiral 3, transition 4, an outlet pipe 5, a telescopic insert 6 with an upper inner cone 7, an inlet manifold 8, a cable 9, a spring 10, a supporting disk 11, a lower outlet pipe 12 with a lower inner cone 13 separating the housing from the hopper, with an input manifold 14, a fairing 15 with a spring 16, a disk 17 mounted on a rack 18, which is fixed to the outlet pipe by the plates 19, hopper 20 with shutter 21, clean gas manifold 22.
Принцип работы прямоточного циклонаThe principle of operation of the once-through cyclone
Запыленный газ через входной патрубок поступает в улитку, где закручивается и через конусный кольцевой канал, образованный стенкой верхнего внутреннего конуса и наклонной стенкой корпуса, выталкивается на последнюю. Количество подаваемого в корпус циклона газа регулируется изменением сечения кольцевого конусного канала путем подъема или опускания через трос телескопической вставки и закрепленного на ней верхнего внутреннего конуса. Весь закрученный, запыленный газ оказывается на стенке и вблизи нее. Он удален от внутренней стенки телескопической выходной трубы на ширину кольцевого размера коллектора. Образуется переходная зона, через которую в центральную осевую зону циклона радиальным стоком с возрастающими окружными скоростями перемещается с очисткой от пыли газ. Восходящий, очищенный от пыли поток газа формируется на обтекателе, а плавный вход газа в телескопическую вставку выходной трубы с минимальными гидравлическими потерями обеспечивается входным коллектором. Очищенный газ из выходной трубы поступает в коллектор чистого газа. Обогащенный пылью газ в количестве 8-10% из верхней зоны циклона, вращаясь, через кольцевую щель между обтекателем и стенкой корпуса поступает в его нижнюю зону, откуда пыль через кольцевую щель между нижним внутренним конусом и стенкой корпуса циклона поступает в бункер, а очищенный центробежной силой рециркуляционный газ через входной коллектор с минимальными гидравлическими потерями поступает в нижнюю выходную трубу-отвод. Из бункера пыль удаляется через затвор. Телескопическая вставка верхней выходной трубы через трос и диск закреплена на пружине, которая установлена на коллекторе чистого газа. При движении вращающегося потока газа по кольцевому каналу он давит на стенку верхнего внутреннего конуса и через трос сжимает пружину, которая противодействует этому сжатию. Верхний конус совершает колебания и препятствует засорению конусного канала. Обтекатель также через стойку, диск и пружину установлен на нижней выходной трубе. За счет сжатия пружины от давления закрученного потока газа и ее распрямления обтекатель совершает колебания, и пыль с него ссыпается.Dusty gas through the inlet pipe enters the cochlea, where it is twisted and pushed through the conical annular channel formed by the wall of the upper inner cone and the inclined wall of the housing. The amount of gas supplied to the cyclone body is controlled by changing the cross section of the annular conical channel by raising or lowering the telescopic insert through the cable and the upper inner cone fixed to it. All swirling, dusty gas is on the wall and near it. It is removed from the inner wall of the telescopic outlet pipe to the width of the annular size of the collector. A transition zone is formed through which gas moves to the central axial zone of the cyclone with radial runoff with increasing peripheral speeds with dust removal. An upward, dust-free gas flow is formed on the fairing, and a smooth gas inlet into the telescopic insert of the outlet pipe with minimal hydraulic losses is provided by the inlet manifold. The purified gas from the outlet pipe enters the clean gas manifold. Gas enriched with dust in an amount of 8-10% from the upper zone of the cyclone, rotating through an annular gap between the fairing and the body wall, enters its lower zone, from where dust passes through the annular gap between the lower inner cone and the wall of the cyclone body and the cleaned centrifugal By force, the recirculation gas through the inlet manifold with minimal hydraulic losses enters the lower outlet pipe. Dust is removed from the hopper through the shutter. The telescopic insert of the upper outlet pipe through a cable and a disk is mounted on a spring, which is mounted on a clean gas manifold. When the rotating gas flow moves along the annular channel, it presses on the wall of the upper inner cone and compresses the spring through the cable, which counteracts this compression. The upper cone oscillates and prevents clogging of the cone channel. The cowling is also mounted on the lower outlet pipe through the strut, disc, and spring. Due to the compression of the spring from the pressure of the swirling gas flow and its straightening, the fairing oscillates and dust is dusted off it.
Отличительными особенностями (новизной) предложенного прямоточного циклона являются: наличие двух выходных труб с входными коллекторами и внутренними конусами, регулирование количества подаваемого в циклон на очистку газа подъемом и опусканием через трос телескопической вставки и закрепленного на ней верхнего внутреннего конуса, разделение обтекателем вращающегося в корпусе циклона потока газа на две части: восходящую и нисходящую. Вибрационное удаление оседающей пыли с верхнего конуса и обтекателя. Предложенный прямоточный циклон, за счет наличия двух выходных труб обеспечивает высокую, регулируемую по очищаемому от пыли газу производительность, повышенную степень улавливания пыли, пониженное гидравлическое сопротивление, вибрационное удаление пыли с его внутренних узлов и деталей.Distinctive features (novelty) of the proposed once-through cyclone are: the presence of two outlet pipes with inlet manifolds and inner cones, regulation of the amount of gas supplied to the cyclone for gas purification by raising and lowering the telescopic insert and the upper inner cone fixed to it, separation of the cyclone rotating in the cowl gas flow in two parts: ascending and descending. Vibratory removal of settling dust from the top cone and fairing. The proposed direct-flow cyclone, due to the presence of two outlet pipes, provides a high performance that is regulated by gas to be cleaned from dust, an increased degree of dust collection, reduced hydraulic resistance, vibrational dust removal from its internal components and parts.
Источники информацииInformation sources
1. Справочник проектировщика по пыле- и газоулавливанию, А.А. Русанова. М., Энергия, 1975 г., глава «Прямоточные циклоны», стр.69.1. Designer's guide to dust and gas collection, A.A. Rusanova. M., Energy, 1975, the chapter "Direct-flow cyclones", p. 69.
2. Авторское свидетельство СССР 1296230, кл. B04C 3/00, пр. 25.02.85 г.2. Copyright certificate of the USSR 1296230, cl. B04C 3/00, Ave. 25.02.85
3. Заявка №2001126902/12, 03.10.2001 г.3. Application No. 2001126902/12, 10/03/2001