вихревой пылеуловитель

Формула изобретения

1. Вихревой пылеуловитель, содержащий цилиндрический корпус, в верхней части которого расположены ввод очищаемого вторичного потока газа и осевой вывод очищенного газа, а в нижней части корпуса расположены ввод очищаемого первичного потока газа с размещенными на нем завихрителем и отбойной шайбой, цилиндроконический пылесборник большего диаметра и патрубок рециркуляционного вывода газа, расположенный в цилиндроконическом пылесборнике, отличающийся тем, что вводы первичного и вторичного потоков и патрубок рециркуляционного вывода газа выполнены с прямоугольным поперечным сечением, каждый из них тангенциально подключен к цилиндрическим элементам пылеуловителя, отбойная шайба выполнена в виде пустотелого усеченного конуса, большее основание которого обращено вниз и установлено на уровне нижнего конца цилиндрического корпуса с кольцевым зазором между ними, под отбойной шайбой соосно вводу очищаемого первичного потока газа в полости цилиндроконического пылесборника установлен цилиндрический короб, который открыт сверху, закрыт снизу и полость которого сообщена с полостью тангенциального патрубка рециркуляционного вывода газа, ввод очищаемого первичного потока газа выполнен в виде начального цилиндрического прямого участка, криволинейного направляющего колена, радиус поворота оси которого равен 2,0 - 2,5 величины его внутреннего диаметра и оконечного цилиндрического прямого участка, при этом начальный и оконечный цилиндрические прямые участки ввода первичного потока газа расположены относительно друг друга под углом 80 ^oC 92^o, в торцевой части начального цилиндрического прямого участка, полость которого сообщена с полостью оконечного цилиндрического участка через криволинейное направляющее колено, установлен люк осмотра, на внешней поверхности оконечного цилиндрического прямого участка ввода очищаемого первичного потока газа жестко установлена конусная отбойная шайба, завихритель выполнен винтовым.

2. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что каждый тангенциально подключаемый к цилиндрическим элементам пылеуловителя патрубок имеет прямоугольное сечение с соотношением сторон, равным 1 : (1,5 ^oC 2,0).

3. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что угол наклона образующей отбойной шайбы к большому основанию составляет 60 ^oC 75^o.

4. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр люка осмотра равен 0,7 ^oC 0,8 величины внутреннего диаметра начального цилиндрического прямого участка ввода очищаемого первичного потока газа.

5. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что винтовой завихритель выполнен в виде ленточной спирали с шириной ленты, равной 0,05 ^oC 0,10 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена, с шагом спирали, равным 1,0 ^oC 1,5 величины внутреннего диаметра колена, с углом наклона ленточной спирали к стенке колена, равным 10 ^oC 15^o.

6. Пылеуловитель по п.5, отличающийся тем, что ленточная спираль винтового завихрителя выполнена из двух участков с одинаковой их длиной, равной 0,8 ^oC 1,2 величины внутреннего диаметра направляющего колена, и расстоянием между ними 0,7 ^oC 0,8 величины внутреннего диаметра колена.

7. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что соотношение внутренних диаметров цилиндрического корпуса и цилиндрической части пылесборника равно 1 : (1,3 ^oC 2,0).

8. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что соотношение внутренних диаметров криволинейного направляющего колена и цилиндрического корпуса равно 1 : (2,5 ^oC 4,0).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для сухой очистки газов в химической, пищевой, текстильной, горной и других отраслях промышленности, в частности, к устройствам сухой инерционной очистки газов во встречно закрученных газовых потоках.

Известен вихревой пылеуловитель, содержащий цилиндрический корпус, в верхней части которого расположен осевой вывод очищенного газа и тангенциальный ввод вторичного газа с завихрителем, а в нижней части корпуса расположены ввод первичного газа с размещенными на нем завихрителем, обтекателем и кольцевой отбойной шайбой и цилиндрический пылесборник большого диаметра. При этом ввод первичного газа имеет подводящую трубу, которая установлена наклонно под углом не менее 147.5^o, а соединительный изогнутый участок ее находится ниже цилиндрической части пылесборника (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 1595570, МПК B 04 C 3/06, публикация 30.09.90.)

Недостатком известного устройства является то, что определенная часть уловленной пыли оседает на поверхности кольцевой отбойной шайбы. Пылеуловитель прекращает работу в нормальном режиме, так как происходит перекрытие кольцевого зазора для движения пыли из зоны сепарации в бункерную часть пылеуловителя. Кроме этого в бункерной части пылеуловителя образуется восходящая циркуляция потоков газа. Дополнительных устройств, или организации рециркуляционного отбора газа, препятствующих образованию восходящей циркуляции газа, в этом пылеуловителе не предусматривалось.

Известен вихревой пылеуловитель, содержащий цилиндрический корпус, в верхней части которого расположен осевой вывод очищенного газа и ввод вторичного газа, а в нижней части корпуса расположены ввод первичного газа с размещенными на нем эжектором, лопаточным завихрителем и кольцевой отбойной шайбой, цилиндроконический пылесборник большого диаметра, жалюзийная решетка и рециркуляционный вывод очищенного газа, расположенный на пылесборнике (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 1143472, МПК B 04 C 3/06, публикация 07.03.85.).

Недостатком известного вихревого пылеуловителя является недостаточная надежность и эффективность пылеулавливания.

Недостатком известного устройства является то, что определенная часть уловленной пыли оседает на горизонтальной поверхности жалюзийной решетки и увлекается частично с нее отсасываемым газом, а затем вновь попадает в сепарационную камеру. Пылеуловитель прекращает работу в проектном режиме, так как происходит нарушение нормального движения пыли через зазоры жалюзийной решетки из сепарационного пространства в бункерную часть пылеуловителя.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности работы и эффективности пылеулавливания.

Это достигается заявляемой совокупностью признаков.

Сущность изобретения заключается в том, что в вихревом пылеуловителе, содержащем цилиндрический корпус, в верхней части которого расположены ввод очищаемого вторичного потока газа и осевой вывод очищенного газа, а в нижней части корпуса расположены ввод первичного потока газа с размещенными на нем завихрителем отбойной шайбой, цилиндроконический пылесборник большего диаметра по сравнению с диаметром корпуса и патрубок рециркуляционного вывода газа, расположенный в цилиндроконическом пылесборнике, патрубки вводов очищаемого первичного и вторичного потоков газа и рециркуляционный вывод газа выполнены тангенциально подключенными к цилиндрическим элементам пылеуловителя, каждый из этих имеет прямоугольное поперечное сечение, отбойная шайба выполнена в виде пустотелого усеченного конуса, большее основание которого обращено вниз и установлено на уровне нижнего конца цилиндрического корпуса с кольцевым зазором между ними, под отбойной шайбой соосно вводу очищаемого первичного потока газа в полости пылесборника установлен цилиндрический короб, который открыт сверху, закрыт снизу и полость которого сообщена с полостью тангенциального патрубка рециркуляционного вывода газа, ввод очищаемого первичного потока газа выполнен в виде цилиндрического направляющего колена, радиус поворота оси которого равен 2.0 - 2.5 величины его внутреннего диаметра, и двух цилиндрических прямых участков (начального и оконечного), расположенных относительно друг друга под углом 88 - 92^o , в торцевой части начального цилиндрического прямого участка, полость которого сообщена с оконечным цилиндрическим прямым участком через криволинейное направляющее колено, установлен люк осмотра, на внешней поверхности оконечного цилиндрического прямого участка ввода первичного потока жестко установлена конусная отбойная шайба, завихритель выполнен винтовым.

Каждый тангенциальный патрубок имеет прямоугольное поперечное сечение с соотношением сторон, равным 1: (1.5 - 2.0).

Отбойная шайба выполнена в виде пустотелого усеченного конуса с углом наклона образующей к большому основанию 60 - 75^o .

Внутренний диаметр люка осмотра равен 0.7 - 0.8 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена.

Винтовой завихритель выполнен в виде ленточной спирали с шириной ленты, равной 0.05 - 0.10 величины внутреннего диаметра колена, с шагом спирали, равным 1.0 - 1.5 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена, с углом наклона ленточной спирали к стенке колена, равным 10 - 15^o.

Ленточная спираль может быть выполнена из двух участков с одинаковой их длиной, равной 0.8 - 1.2 величины внутреннего диаметра колена и расстоянием между ними, равным 0.7 - 0.8 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена.

Соотношение внутренних диаметров цилиндрического корпуса и цилиндрической части пылесборника равно 1: (1.3 - 2.0).

Соотношение внутренних диаметров цилиндрического колена и цилиндрического корпуса равно 1: (2.5 - 4.0).

Технический результат, достигаемый от реализации заявляемой конструкции вихревого пылеуловителя, заключается в том, что газовые потоки в сепарационном пространстве пылеуловителя стали более равномерными и стабильными (изменения направления установившихся течений во времени незначительны). Сочетание тангенциально подключенного патрубка и винтового завихрителя на вводе очищаемого первичного потока газа обеспечивает при изменении направления движения газового потока необходимое значение параметра крутки и угла раскрытия струи в сепарационном пространстве пылеуловителя. Отсутствуют восходящие потоки газа из цилиндроконического пылесборника в сепарационное пространство в результате организации рециркуляционного отбора части очищаемого газа (8 - 10%) из-под конусной отбойной шайбы. Это улучшает очистку газа от пыли, так как отсутствует движение пылегазового потока через кольцевой зазор (между шайбой и корпусом) в направлении, противоположном движению оседающей в цилиндроконический пылесборник пыли. Отбор рециркулируемой части газа осуществляется не из периферии цилиндрической части пылеуловителя по прототипу, где наиболее значительна по величине концентрация частиц пыли и сильны вихревые потоки газа, а из центральной части через цилиндрический короб, ближе к оси, где тангенциальные и вертикальные составляющие скорости потока газа значительно меньше. Это значительно уменьшает количество пыли, уносимой из пылеуловителя с частью рециркуляционного газа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен вихревой пылеуловитель, общий вид, разрез; на фиг. 2 - вид А (вид сверху; на фиг. 3 - разрез I - I на фиг. 4 - разрез II - II; на фиг. 5 - винтовой завихритель.

Вихревой пылеуловитель содержит цилиндрический корпус 1, в верхней части которого расположены осевой вывод 2 очищенного газа и ввод 3 очищаемого вторичного потока газа через тангенциальный патрубок 4, а в нижней части корпуса 1 расположены тангенциальный патрубок 5 ввода очищаемого первичного потока газа с размещенными с ним начальным цилиндрическим прямым участком 6, криволинейным направляющим коленом 7 с винтовым завихрителем 8, оконечным цилиндрическим прямым участком 9 с отбойной конусной шайбой 10, цилиндроконический пылесборник 11 большего диаметра по сравнению с диаметром корпуса 1, тангенциальный патрубок 12 рециркуляционного вывода газа, расположенный в цилиндроконическом пылесборнике 11 под отбойной конусной шайбой 10, и патрубок 13 выгрузки уловленной пыли в нижней части цилиндроконического пылесборника 11.

Патрубки 5 и 4 вводов очищаемого первичного и вторичного потоков газа и патрубок 12 рециркуляционного вывода газа выполнены с прямоугольным поперечным сечением и тангенциально подсоединены к цилиндрическим поверхностям элементов пылеуловителя.

Отбойная шайба 10 выполнена в виде пустотелого усеченного конуса, малое основание которого установлено на уровне выходного отверстия 14 оконечного цилиндрического прямого участка 9 ввода очищаемого первичного потока газа, а большее основание 15 обращено вниз и установлено на уровне нижнего конца 16 цилиндрического корпуса 1 с кольцевым зазором 17 между ними.

Под отбойной шайбой 10 соосно оконечному цилиндрическому прямому участку 9 ввода очищаемого первичного потока газа установлен цилиндрический короб 18, который открыт сверху и закрыт снизу. Полость короба 18 сообщена с полостью тангенциального патрубка 12 рециркуляционного вывода газа.

Ввод очищаемого первичного потока газа выполнен в виде начального цилиндрического прямого участка 6, криволинейного направляющего колена 7 и оконечного цилиндрического прямого участка 9. Радиус 19 поворота оси криволинейного направляющего колена 7 равен 2.0 - 2.5 величины его внутреннего диаметра. Цилиндрические прямые начальный и оконечный участки 6 и 9 ввода очищаемого первичного потока газа расположены относительно друг друга под углом 88 - 92^o. Тангенциально начальному цилиндрическому прямому участку 6 установлен патрубок 5 ввода первичного потока очищаемого газа, полость которого сообщена с полостью оконечного цилиндрического прямого участка 9 через криволинейное направляющее колено 7. В торцевой части начального цилиндрического прямого участка 5 имеется люк 20 осмотра. На срезе выходного отверстия 14 на внешней поверхности цилиндрического прямого оконечного участка 9 ввода первичного потока газа жестко устанавливается конусная отбойная шайба 10.

Тангенциальные патрубки 4, 5 и 12 имеют прямоугольные поперечные сечения с соотношением сторон, равным 1: (1.5 -2.0).

Отбойная шайба 10 выполнена в виде пустотелого усеченного конуса с углом наклона образующей 60 - 75^o.

Внутренний диаметр люка осмотра 20 равен 0.7 - 0.8 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена 7.

Винтовой эавихритель 8 выполнен в виде ленточной спирали с шириной ленты, равной 0.05 - 0.10 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена, с шагом спирали, равным 1.0 - 1.5 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена 7, с углом наклона ленточной спирали к стенке криволинейного направляющего колена, равным 10 - 15^o.

Ленточная спираль может быть выполнена из двух участков с одинаковой их длиной, равной 0.8 - 1.2 величины внутреннего диаметра колена и расстоянием между ними, равным 0.7 - 0.8 величины внутреннего диаметра криволинейного направляющего колена 7.

В цилиндрическом корпусе 1 между вводом 3 очищаемого вторичного потока газа и участком 9 имеется сепарационное пространство 21.

Соотношение внутренних диаметров цилиндрического корпуса 1 и цилиндрической части пылесборника 11 равно 1: (1.3 - 2.0).

Соотношение внутренних диаметров криволинейного направляющего колена 7 и цилиндрического корпуса 1 равно 1: (2.5 - 4.0).

Вихревой пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный первичный поток газа подается на очистку в сепарационное пространство 21 корпуса 1 через патрубок 5, тангенциально подключенный к начальному прямому цилиндрическому участку 6. Посредством патрубка 5 потоку газа сообщается винтообразное направление движения (закрученный поток). Для поддержания заданной величины параметра крутки первичного потока газа на выходе из отверстия 14 в сепарационное пространство 21 на вводе первичного потока газа установлено криволинейное направляющее колено 7 с определенным радиусом 19 поворота оси. Первичный поток газа дополнительно подкручивается винтовым завихрителем 8, чем достигается достаточная устойчивость потока первичного газа и необходимый угол его раскрытия в сепарационном пространстве 21 корпуса 1. Это позволяет получить необходимое значение параметра крутки (95% от начального) при истечении первичного потока в сепарационное пространство 21 пылеуловителя из выходного отверстия 14 оконечного прямого цилиндрического участка 9. Сформированный таким образом поток первичного газа движется по спирали снизу-вверх от центра к стенкам корпуса 1 пылеуловителя. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенкам корпуса 1 пылеуловителя.

Запыленный вторичный поток газа подается в сепарационное пространство 21 через патрубок 4, тангенциально подключенный к корпусу 1, посредством которого потоку газа сообщается винтообразное направление движения (закрученный поток). Патрубок 4 имеет прямоугольное поперечное сечение, что обеспечивает равномерность аксиальной составляющей скорости потока вторичного газа по сечению. Сформированный таким образом поток вторичного газа движется по спирали вниз к цилиндроконическому пылесборнику 11.

Взаимодействие первичного и вторичного потоков газа усиливает центробежные силы, действующие на частицы пыли. В сепарационном пространстве 21 образуется устойчивое закрученное в одном тангенциальном направлении и вертикально противоположное движение первичного и вторичного потоков газа. При этом под действием центробежных сил частицы пыли движутся винтообразно по спирали сверху- вниз и от центра к корпусу пылеуловителя. Пыль, эффективно отбрасываясь и достигая стенок корпуса 1, направляется в нижнюю часть пылеуловителя к цилиндроконическому пылесборнику 11. Очищенный газ выводится через осевой вывод 2. Частицы пыли движутся в осевом направлении вниз под действием сил гравитации. Часть частиц, попадая на коническую отбойную шайбу 10, скользит по ее наклонной поверхности и через кольцевой зазор 17 попадает в цилиндроконический пылесборник 11.

Часть потока очищаемого газа с пылью проходит в полость цилиндроконического пылесборника 11. В результате происходит практически полное удаление пыли из сепарационного пространства 21 аппарата через кольцевой зазор 17.

Частичный отбор (рециркуляция) очищаемого газа осуществляется из центральной части под полостью конической отбойной шайбы 10 через цилиндрический короб 18, полость которого сообщена с тангенциально подключенным патрубком 12. Рециркулируемый газ, забираемый в полости цилиндроконического пылесборника 11, препятствует созданию обратного восходящего потока газа из цилиндроконического пылесборника 11 в сепарационное пространство 21. По этой причине практически исключено повторное попадание уже уловленной пыли в сепарационное пространство 21. Рециркулируемый газ удаляется из аппарата по патрубку 12. Выгрузка уловленной пыли осуществляется через патрубок 13.

Вихревой пылеуловитель в соответствии с данным изобретением позволяет уменьшить количество пыли, уносимой из пылеуловителя как с очищенным, так и рециркулируемым газом, и тем самым повысить эффективность и стабильность пылеулавливания.