АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР-КОЛЛЕКТОР

Полезная модель относится к устройствам для отделения газа от содержащихся в нем твердых частиц и может найти применение в системах аспирации, пневмотранспорта в различных отраслях промышленности.
Широко известны центробежные сепараторы-циклоны (Справочник по пыле-золоулавливанию, М. Энергия, 1975, с.60.; Патент США №3907671, кл. 209-144, 1975.), содержащие цилиндрический корпус с одним или несколькими тангенциальными патрубками для ввода пылегазовой смеси, нижний осевой патрубок для отвода отделенной пыли и верхний осевой выхлопной патрубок, снабженный улиточным раскручиванием. Недостатками таких аэродинамических сепараторов являются большие габариты по высоте, что затрудняет их размещение в производственных помещениях, и небольшая центробежная сила, действующая на отделяемые от газа примеси, что приводит к невысокой степени разделения смеси.
Известен аэродинамический сепаратор (авт. свид. СССР 940861, кл. В04С 5/00, 1982), содержащий цилиндрический корпус с осевым патрубком для выхода очищенного газа, тангенциальные патрубки для ввода пылегазовой смеси, установленные на боковой поверхности корпуса наклонно к оси сепаратора, и тангенциальный патрубок для вывода отделенной пыли, присоединенный к днищу корпуса. Однако при поступлении в этот сепаратор крупнокусковых материалов, не обладающих парусностью, он надежно работает только при использовании всех или большинства патрубков для ввода разделяемой
смеси. При значительном уменьшении количества используемых патрубков для ввода разделяемой смеси происходит оседание кускового материала на дне сепаратора и со временем приводит к его забиванию. Это обусловлено тем, что скоростное давление газового потока на кусковой материал значительно уменьшается, а угол наклона стенки днища сепаратора небольшой (6±5°) и скольжение кускового материала к патрубку для его вывода из сепаратора не происходит.
Технический результат предполагаемой полезной модели заключается в повышении надежности работы сепаратора при использовании различного количества его входных патрубков
Технический результат достигается тем, аэродинамический сепаратор-коллектор, содержащий цилиндрический корпус с входными патрубками, расположенными на боковой поверхности тангенциально к ней, выхлопной патрубок расположенный в верхней части корпуса и соединенный с раскручивателем потока, выходной тангенциальный патрубок присоединенный к днищу корпуса, днище корпуса выполнено по винтовой образующей с углом наклона не менее 11°.
Чтобы по стальному днищу сепаратора происходило скольжение древесных отходов, содержащих кроме опилок обрезь, необходимо выполнить условие:
tgα≥к,
где α - угол наклона днища;
к - коэффициент трения.
Данное условие следует из соотношения сил, вызывающих скольжение тела по наклонной плоскости и препятствующей ему (фиг.1). Здесь:
тp
1 - наклонная плоскость; 2 - скользящее тело; Р - сила тяжести; F - сила трения; N - сила нормального давления; Q. - сила, способствующая скольжению.
Tp
Для обеспечения движения должно выполняться условие Q≥F или, раскрыв содержание, N·tgα≥N·к.
При трении стали по дереву к=0,48 и следовательно угол α - угол наклона днища должен быть не менее 25° 40′ (Грабовский Р.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1974 - 552 с). В этом случае проекция силы тяжести куска на поверхность днища равна или больше силы трения, что и вызывает самопроизвольное скольжение.
Наименьший наклон днища может быть при отделении в стальном сепараторе стальное стружки от воздуха. В этом случае к=0,17 и=9° 40′. С учетом криволинейного движения кусков, при котором они дополнительно трутся о стенки корпуса сепаратора, этот угол должен быть больше. Экспериментально установлено, что для примесей различного состава α - угол наклона днища сепаратора-коллектора должен быть не менее 11°.
На фиг.1 изображены силы, определяющие состояние тела.
На фиг.2 изображен "Аэродинамический сепаратор-коллектор".
На фиг.3 - вид "Аэродинамического сепаратора-коллектора" в плане с расположением входных патрубков.
Сепаратор содержит корпус 1, входные патрубки 2, тангенциально расположенные по периметру корпуса. Верхний выхлопной патрубок 3 снабжен раскручивателем потока 4. Днище 5 корпуса выполнено по винтовой образующей с углом наклона не менее 11° и снабжено тангенциально расположенным выходным патрубком 6 для отвода отсепарированного материала.
Устройство работает следующим образом.
Смесь газа и твердых частиц всасывается в корпус 1 сепаратора-коллектора, поступая в него с большой скоростью через входные патрубки 2. Когда используются все или почти все входные патрубки твердые частицы под действием центробежной силы прижимаются к стенкам корпуса 1 и, дойдя до выходного патрубка 6 в нижней части корпуса, с частью газа покидают сепаратор-коллектор по ходу своего движения. Очищенный от примесей газ засасывается через выхлопной патрубок 3 в раскручиватель потока 4, где изменяется направление его движения с вертикального на горизонтальное и удаляется из него.
При необходимости использования части входных патрубков 2, крупные частицы и кусковой материал оседают на днище 5 сепаратора-коллектора и под действием своего веса скользят в направлении к выходному патрубку 6, где подхватываются газовым потоком и покидают сепаратор.
Угол наклона стенки днища не менее 11° позволяет избежать забивание патрубка для отвода отсепарированного материала, что обеспечивает надежность работы заявленного аэродинамического сепаратора коллектора.
Возможность эксплуатации сепаратора с использованием не всех входных патрубков расширяет применимость его в промышленности. При этом он может дать экономический эффект в качестве элемента системы аспирации и в качестве элемента пневмотранспорта.