спирально-конический циклон
Классы МПК: | B04C9/00 Устройства с использованием вихревых потоков, комбинированные с другими устройствами, например с вентиляторами |
Автор(ы): | Кочетов Олег Савельевич (RU), Голубева Мария Владимировна (RU), Колаева Лидия Владимировна (RU), Боброва Екатерина Олеговна (RU), Духанина Елена Владимировна (RU), Горнушкина Надежда Игоревна (RU), Павлова Дарья Олеговна (RU), Дорушенкова Ольга Юрьевна (RU), Костылева Анастасия Витальевна (RU), Зубова Ирина Юрьевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Кочетов Олег Савельевич (RU), Голубева Мария Владимировна (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-07-13 публикация патента:
20.11.2008 |
Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. Циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, пылевыпускное отверстие и выхлопную трубу, на конце которой закреплен фильтрующий элемент, гидравлическое сопротивление которого составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата. Фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон, выполненный в виде цилиндрического стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент. На верхнем глухом фланце фильтра-патрона расположена система регенерации фильтра-патрона. Бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли. Фильтрующий элемент выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки. Технический результат: повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Формула изобретения
1. Спирально-конический циклон, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, пылевыпускное отверстие и выхлопную трубу для выхода очищенного газа, отличающийся тем, что на конце выхлопной трубы закреплен фильтрующий элемент, гидравлическое сопротивление которого составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон, выполненный в виде цилиндрического стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий материал, а на верхнем фланце фильтра-патрона расположена система регенерации фильтра-патрона, при этом бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли, причем фильтрующий материал фильтра-патрона выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного фильтровального материала, или тканых материалов со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканых материалов со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из естественных волокон животного и растительного происхождения: шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые; искусственных органических волокон: лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон; искусственных неорганических волокон, например, стеклянное волокно, при этом в корпусе на расстоянии hш от среза пылевыпускного отверстия диаметром d1 соосно с ним установлена отражающая шайба диаметром dш, причем отношение внутреннего диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру dш отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D/dш=1,5÷2,5, а отношение расстояния hш от среза пылевыпускного отверстия диаметром d1 до отражающей шайбы к диаметру отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: hш/dш=1,5÷2,5.
2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты конической части корпуса к высоте цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин: Нк/Нц=4,0÷5,5; отношение высоты внешней части выхлопной трубы очищенного газа к высоте цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин: hв/Нц=0,37÷0,57; отношение высоты конической части корпуса к диаметру цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин: Нк/0=2,1÷3,0; отношение высоты, ширины и длины входного патрубка к диаметру цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин
(a/D)/(b/D)/(l/D)=0,535/0,264/0,6÷0,515/0,214/0,6.
3. Циклон по п.1, отличающийся тем, что система регенерации фильтра-патрона выполнена импульсной с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами, соплами Вентури, продувочными трубами с соплами на концах, и с блоком управления регенерацией, соединенным с микропроцессором, управляющим работой фильтра во всех режимах фильтрации, причем избыточное давление сжатого воздуха составляет Ри=0,4÷0,8 Па, длительность импульса =0,1÷0,2 с, а для равномерности процесса регенерации фильтра-патрона по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости соосно закреплен вытеснитель конической формы.
4. Циклон по п.1, отличающийся тем, что система регенерации фильтра-патрона выполнена механической с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу, расположенном соосно с фильтрующим элементом, по крайней мере, двух пластин, при этом вал приводится во вращение от привода, закрепленного на верхнем фланце фильтра-патрона и состоящего из электродвигателя и редуктора, а пластины входят во впадины гофра фильтрующего элемента не более, чем на 25% высоты гофра, причем система регенерации содержит блок управления регенерацией, соединенный с микропроцессором.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является циклон по патенту RU №2256510, В04С 9/00 от 15.06.04, содержащий корпус, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, винтообразную крышку, бункер и выходной патрубок для выхода очищенного газа, причем ось входного патрубка направлена под углом к оси корпуса и по касательной к поверхности выходного патрубка, а на конце выходного патрубка очищенного газа закреплен фильтрующий элемент, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами (прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.
Технический результат повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.
Это достигается тем, что в циклоне, содержащем корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, пылевыпускное отверстие и выхлопную трубу для выхода очищенного газа, на конце выхлопной трубы закреплен фильтрующий элемент, гидравлическое сопротивление которого составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон, выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент, а на верхнем глухом фланце фильтра-патрона расположена система регенерации фильтр-патрона, причем бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли, причем фильтрующий элемент фильтра-патрона выполнен в виде сплошной или гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного фильтровального материала или тканых материалов со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканых материалов со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из естественных волокон животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые; искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон); искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно).
На фиг.1 изображен общий вид спирально-конического циклона, на фиг.2 - вид сверху фиг.1, на фиг.3 - общий вид фильтров-патронов различного типоразмера, на фиг.4 - схема механической системы регенерации фильтра-патрона, на фиг.5 - схема импульсной системы регенерации фильтра-патрона.
Спирально-конический циклон содержит корпус (фиг.1 и 2), состоящий из цилиндрической 2 и конической 1 частей, спиральный ввод 4 газового потока, выполненный в виде входного патрубка, пылевыпускное отверстие 3 и выхлопную трубу 5 для выхода очищенного газа. На конце выхлопной трубы закреплен фильтрующий элемент 6, гидравлическое сопротивление которого составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а фильтрующий элемент представляет собой фильтр-патрон, выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса 9 (фиг.3) с верхним 7 и нижним 8 фланцами, на котором посредством ремешков 11, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент 6, а на верхнем 7 глухом фланце фильтра-патрона расположена система регенерации фильтра-патрона, причем бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, и соединен со шлюзовым питателем или передвижной емкостью для сбора пыли (на чертежах не показано). Фильтрующий элемент 6 фильтра-патрона выполнен в виде сплошной или гофрированной цилиндрической оболочки из бумажного фильтровального материала или тканых материалов со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканых материалов со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из естественных волокон животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые; искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон); искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно).
Система регенерации фильтра-патрона 6 выполнена импульсной (фиг.5) с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами (на чертежах не показано), соплами Вентури 12, продувочными трубами 13 с соплами 14 на концах, и блоком управления регенерацией (на чертежах не показано), соединенным с общим микропроцессором (на чертежах не показано), управляющим работой фильтра во всех режимах фильтрации, причем избыточное давление сжатого воздуха составляет порядка Ри=0,4...0,8 Па; длительность импульса =0,1...0,2 с; а для равномерности процесса регенерации фильтр-патрона 6 по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости соосно фильтрующему элементу закреплен вытеснитель 15 конической формы.
Система регенерации фильтра-патрона 6 выполнена механической (фиг.4) с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу 16, соосно расположенном с фильтрующим элементом 6, по крайней мере двух пластин 17 и 18, причем вал 16 приводится во вращение от привода (на чертежах не показано), закрепленного на верхнем глухом фланце 7 фильтра-патрона и состоящего из электродвигателя, редуктора, и блока управления регенерацией, соединенного с общим микропроцессором (на чертежах не показано), а пластины 17 и 18 входят во впадины гофра фильтрующего элемента 5 не более чем на 25% высоты гофра.
В корпусе 1 на расстоянии hш от среза пылевыпускного отверстия 3 диаметром d1, соосно с ним, установлена отражающая шайба 10 диаметром dш , причем отношение внутреннего диаметра D цилиндрической части 2 корпуса к диаметру dш отражающей шайбы 10 находится в оптимальном интервале величин D/d 1=1,5...2.5, а отношение расстояния hш от среза пылевыпускного отверстия 3 диаметром d 1 до отражающей шайбы 10 к диаметру отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин hm/d ш=
Циклон работает следующим образом.
Запыленный газовый поток поступает в циклон через входной патрубок 4, закручивается за счет спирального ввода и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок 1 аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз конической части 1 корпуса к пылевыпускному отверстию 3 для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через выхлопную трубу 5. При этом легкие мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в коническую часть 1 корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 6, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 6 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Отражающая шайба 10 предотвращает унос мелкодисперсной фракции частиц пыли, повышая тем самым эффективность пылеулавливания.
Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме при следующих соотношениях основных конструктивных параметров предлагаемого устройства:
- отношение внутреннего диаметра D цилиндрической части корпуса к внутреннему диаметру d выхлопной трубы для очищенного газа находится в оптимальном интервале величин D/d=0,33...0,34;
- отношение внутреннего диаметра D цилиндрической части корпуса к внутреннему диаметру пылевыпускного отверстия d1 находится в оптимальном интервале величин D/d1=0,23...0,33;
- отношение высоты конической части корпуса к высоте цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин Нк/Нц=4,0...5,5;
- отношение высоты внешней части выхлопной трубы очищенного газа к высоте цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин hв/Нц=0,37...0,57;
- отношение высоты конической части корпуса к диаметру цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин Нк/D=2,1...3,0;
- отношение высоты, ширины и длины входного патрубка к диаметру цилиндрической части корпуса находится в оптимальном интервале величин (а /D)/ (b /D)/ (/ /D) 0,535/0,264/0,6...0,515/0,214/0,6.
Класс B04C9/00 Устройства с использованием вихревых потоков, комбинированные с другими устройствами, например с вентиляторами
аппарат вихревого слоя - патент 2524727 (10.08.2014) | |
установка безреагентной очистки и обеззараживания воды - патент 2524601 (27.07.2014) | |
устройство для очистки пылегазовой среды и способ его регенерации - патент 2505340 (27.01.2014) | |
двухступенчатая вихревая пылеулавливающая система кочетова - патент 2471567 (10.01.2013) | |
циклонный сепаратор со спиральным выходным каналом - патент 2465947 (10.11.2012) | |
инерционный сгуститель - патент 2465063 (27.10.2012) | |
двухступенчатая система пылеудаления кочетова - патент 2458745 (20.08.2012) | |
циклон - патент 2426600 (20.08.2011) | |
циклон с фильтрующим элементом - патент 2414306 (20.03.2011) | |
пылеулавливающая система кочетова - патент 2407596 (27.12.2010) |