Циклон

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к устройствам для выделения дисперсных частиц из газового потока (циклонам), и может быть использована в комбикормовой, строительной, горно-обогатительной, химической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности для сухой очистки от пыли выбрасываемых в атмосферу газов.
В существующей технологии производства комбикормов эффективность работы пылеулавливания, влияет не только загрязнение окружающей среды и создание взрывоопасных ситуаций, но и на эффективность использования ресурса фуражного зерна.
Известно устройство циклона, описанного в патенте РФ №129848, кл. В04С 3/06, содержащее тангенциальный входной патрубок, цилиндроконический корпус, сменную ленточную спираль с переменным шагом, пылесборный бункер, винтовую крышку и отводящий патрубок. Пылегазовая смесь поступает с большой скоростью в корпус циклона, закручиваясь в нем, далее следует в коническую его часть по ленточной спирали с переменным шагом.
Недостатком данного устройства является большое гидравлическое сопротивление, а также унос мелкодисперсной пыли в отводящий патрубок.
Проблема уноса в выхлопной патрубок решается фильтр циклонами. Известно устройство по патенту РФ №2638969 кл. В04С 9/00, содержащее цилиндроконический корпус, штуцер для удаления пыли, выхлопную трубу, штуцер подачи газового потока, крышку, набора фильтров, фланца, упругие элементы и вибратор.
Загрязненный пылегазовый поток подается через штуцер в цилиндрическую часть корпуса, где поток движется спирально вниз. Дойдя до нижней части, поток теряет свою скорость и меняет направление из-за чего и происходит выпадение крупных и средних частиц дисперсных фаз пыли. Далее газ движется по восходящей спирали и проходя через фильтр очищается от мелко дисперсных примесей и выводиться в атмосферу.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, необходимость замены фильтрующего элемента, установка дополнительного оборудования (вибратора), а также большое гидравлическое сопротивление.
За прототип принят вихревой механический фильтр промышленного пылесоса Альтерра А-230/КБ (http://www.промпылесос.рф/а-230-kb) установленного в цилиндрическом баке с тангенциальным входом и конической воронкой перед выходным патрубком.
К недостатку данного устройства можно отнести одновременно использование цилиндрической емкости в качестве корпуса инерционного пылеотдилителя и бункера накопителя, что приводит к возникновению вторичных вихрей, захвату частиц пыли и выносу из сепаратора.
Технический результат - повышение эффективности выделения дисперсной фазы из воздушного потока за счет дополнительной сепарации пыли на выходе из циклона.
Для этого в заявляемом циклоне в осевом патрубке установлены отбойный конус и вихревая коническая воронка, формирующие дополнительную сепарационную камеру. Таким образом, образуется кольцевой канал, через который снисходящий поток вовлекается в данную сепарационную камеру. В дальнейшем, за счет действия центробежных сил происходит отделение мелкодисперсной среды от газового потока. А за счет конической вихревой воронки, в верхней части, имеющей диаметр больше, а в нижней меньше выходного патрубка, препятствует попаданию мелкодисперсных фракций в атмосферу.
На фиг. 1 Представлен циклон.
На фиг. 2 изображен разрез А-А.
На фиг. 3. представлено типовое расположение диаметров
1
вых
2
вых
вых
ос
Циклон состоит из входного тангенциального патрубка 1 прямоугольного сечения, спиральной улитки 2, внутри которой установлен осевой патрубок 3, конической части корпуса 4, выходного патрубка 5 в котором выходной диаметр больше диаметра большей части вихревой воронки d≤1,6d, а меньшая часть напротив меньше выходного патрубка d≤0,8d. На верхнем торце осевого патрубка 3 установлена коническая вихревая воронка 6. На входе в осевой патрубок установлен отбойный конус 7 образующий кольцевой канал. Площадь канала должна быть соизмерима, либо больше площади выходного патрубка 5 в котором диаметр выходного патрубка меньше диаметра осевого d≤d.
Работа циклона осуществляется следующим образом.
Пылегазовый поток попадает через входной патрубок 1 в спиральную улитку 2 за счет разрежения создаваемого в выходном патрубке 5, например, с помощью вентилятора (на чертеже не показан). В спиральной улитке 2 пылегазовый поток закручивается и направляется в коническую часть корпуса 4. Прямоугольное сечение входного патрубка 1 и кольцевой канал образованный осевым парубком 3 и внутренней стенкой спиральной улитки 2 создают направленный снисходящий поток вдоль внутренней стенки поверхности корпуса циклона. При закручивании пылегазового потока возникает центробежная сила, под действием которой крупные частицы пыли перемещаются по винтовой спирали в радиальном направлении вниз и по конической части корпуса 4 уходят в разгрузочное окно 8.
Мелкие частицы пыли с восходящим потоком газа устремляется вверх и встречаются с отбойным конусом 7. Двигаясь по его образующей, попадают в кольцевой канал между осевым патрубком 3 и отбойным конусом 7. Коническая вихревая воронка 6 создает область низкого давления вдоль оси циклона. Что приводит к резкому изменению направления потока газа в кольцевом канале, а частицы пыли двигаясь по инерции, касаются внутренней стенки осевого патрубка 3 и выпадают из потока.
Коническая вихревая воронка 6 в верхней своей части имеет больший, а в нижней части меньший диаметр, чем выходной патрубок 5. Таким образом, в воронке 6 создается вихрь с переменной окружной скоростью. Частицы пыли, увлекаемые получившимся вихрем, под действием центробежной силы вращаются на большем диаметре, чем выходной патрубок 5 и не выносятся из циклона. Очищенный газовый поток выходит через выходной патрубок 5.
Такое решение исключает возникновение вторичных осевых вихрей, поднимающих пыль из нижней конической части циклона и снижает унос мелкой пыли в выходной патрубок.