ПРОТИВОТОЧНЫЙ ЦИКЛОН С ПОНИЖЕННЫМ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к противоточным циклонам и предназначена для очистки газов от механических примесей за счет центробежных сил.
Известны конструкции противоточных циклонов двух типов:
прямоточные и противоточные. Широкое применение в промышленности нашли противоточные циклоны различных конструкций [1].
Противоточные циклоны обладают лучшей степенью очистки, чем прямоточные, но имеют большое гидравлическое сопротивление. Снизить гидравлическое сопротивление можно, путем внутренней модификации противоточного циклона, т.е. установив в циклон на входе выходной трубы специальной насадки.
Известна конструкция противоточного циклона с внутренней модификацией Шиле, который, применив, твердый центральный стержень, выполненный в виде трубки Вентури с лопатками на входе выходной трубы, уменьшил коэффициент потерь на трение [2].
Недостатками данной конструкции являются: сложность ее конструктивного оформления, избыточная металлоемкость и как следствие повышенная масса.
Данный противоточный циклон является наиболее близким к заявляемой модели по своей сущности и техническому результату.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение гидравлического сопротивления, упрощение конструктивного оформления и увеличение степени очистки очищаемого потока противоточного циклона.
Технический результат, достигаемый при этом, - удаление твердого центрального стержня, выполненного в виде трубки Вентури с лопатками на входе выходной трубы, снижение гидравлического сопротивления и увеличение степени очистки.
Для достижения указанного технического результата при данной решаемой задаче на входе выходной трубы устанавливается насадка плавного обтекания.
На фиг.1 представлен противоточный циклон, который состоит из цилиндрического корпуса с местным расширением 1, тангенциального входного патрубка 7, конического днища 2, патрубка для вывода механических примесей 6, крышки 3, выходной трубы для выхода очищенного газа 4 и насадки плавного обтекания 5.
Загрязненный газ поступает через входной патрубок 7 в кольцевое пространство между корпусом 1 и насадкой плавного обтекания 5, где он закручивается. Очистка газа производится за счет центробежных сил, возникающих при закручивании потока. Механические примеси отбрасываются к внутренней поверхности корпуса 1. Далее уже очищенный газ удаляется через выходную трубу 4, огибая насадку плавного обтекания 5. Механические примеси накапливаются в коническом днище 2 и выводятся через выходной патрубок 6.
На фиг.2 представлена конструкция насадки плавного обтекания образованная последовательно сопряженными телами: тором 1, характеризующимся диаметром окружности поперечного сечения d и диаметром отверстия D, равным внутреннему диаметру выходной трубы, усеченным конусом 2 с цилиндрической полостью диаметром D и углом наклона образующей а, и конусоподобным телом 3, образующая боковой поверхности которого является сопряжением боковой поверхности усеченного конуса и наружной цилиндрической поверхности выходной трубы.
Насадка плавного обтекания 5 обеспечивает плавный переход потока газа из кольцевого пространства в выходную трубу 4, а также снижение местных завихрений в зоне перехода потока газа из кольцевого пространства в выходную трубу 4.
Наличие местного расширения корпуса 1 в зоне установки насадки плавного обтекания 5 обеспечивает постоянную площадь поперечного сечения кольцевого пространства между корпусом 1 и насадкой плавного обтекания 5. В связи с этим уменьшаются местные сопротивления движению потока газа.
Источники информации:
1. А.С.Тимонин, «Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования» Т2, Калуга, Издательство Н.Бочкаревой, 2006 г.; с.349.
2. В.Страус, «Промышленная очистка газов» М.; «Химия», 1981 г.; с.277.