циклон-фильтр
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, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, винтообразную крышку, бункер и выходной патрубок для выхода очищенного газа. На конце выходного патрубка закреплен фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент представляет собой фильтрпатрон, выполненный в виде цилиндрического стержневого каркаса с верхним и нижним фланцами, на котором посредством ремешков, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий материал. На верхнем фланце фильтрпатрона расположена система регенерации фильтр-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 фильтрпатрона выполнен в виде сплошной или гофрированной цилиндрической оболочки. Технический результат: повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Формула изобретения
1. Циклон-фильтр, 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, отличающийся тем, что гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтрпатрон, 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 фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона, 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 фильтрпатрона выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки, при этом в корпусе на расстоянии h от среза выходного патрубка диаметром d соосно ему установлена отражающая шайба диаметром d1, при этом отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d выходного патрубка находится в оптимальном интервале величин: D/d=1,5÷2,5, отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d1 отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D/d1=1,2÷1,5, а отношение расстояния h от среза выходного патрубка до отражающей шайбы к диаметру отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: h/d1=1,0÷1,5.
2. Циклон-фильтр по п.1, отличающийся тем, что система регенерации фильтрпатрона 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 фильтрпатрона во всех режимах фильтрации, причем избыточное давление сжатого воздуха составляет Р и=0,4÷0,8 Па, длительность импульса =0,1÷0,2 с, а для равномерности процесса регенерации фильтрпатрона по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости соосно фильтрующему элементу закреплен вытеснитель конической формы.
3. Циклон-фильтр по п.1, отличающийся тем, что система регенерации фильтрпатрона выполнена механической с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу, соосно расположенном с фильтрующим элементом, по крайней мере, двух пластин, при этом вал приводится во вращение от привода, закрепленного на верхнем фланце фильтрпатрона 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.
4. Циклон-фильтр по п.1, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала используют бумажный материал, или тканые материалы со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые, с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные, с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, или нетканые материалы 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.
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, 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, гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтрпатрон, 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 фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона, 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 фильтрпатрона 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 циклона, на фиг.2 - общий вид фильтрпатронов различного типоразмера, на фиг.3 - схема механической системы регенерации фильтрпатрона, фиг.4 - схема импульсной системы регенерации фильтрпатрона.
Циклон содержит корпус 1 (фиг.1), периферийный ввод 3 газового потока, выполненный в виде входного патрубка, винтообразную крышку, бункер 2 и выходной патрубок 4 для выхода очищенного газа, причем ось входного патрубка 3 направлена под углом к оси корпуса 1 и по касательной к поверхности выходного патрубка 4, а на конце 5 выходного патрубка очищенного газа закреплен фильтрующий элемент 9, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.
Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента 9 составляет не более 50% от гидравлического сопротивления всего аппарата, фильтрующий элемент представляет собой фильтрпатрон, выполненный в виде цилиндрического проволочного или стержневого каркаса 6 (фиг.2) с верхним 8 и нижним 7 фланцами, на котором посредством ремешков 11, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси каркаса, закреплен фильтрующий элемент 9, а на верхнем глухом фланце фильтрпатрона расположена система регенерации фильтрпатрона, причем бункер 2 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 (не показано), причем фильтрующий элемент 9 фильтрпатрона 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 фильтрпатрона 9 выполнена импульсной (фиг.4) с ресивером сжатого воздуха, электромагнитными клапанами (не показано), соплами Вентури 13, продувочными трубами 14 с соплами 15 на концах и блоком управления регенерацией (не показано), соединенным с общим микропроцессором (не показано), управляющим работой фильтра во всех режимах фильтрации, причем избыточное давление сжатого воздуха составляет порядка Р и=0,4...0,8 Па; длительность импульса =0,1...0,2 с; а для равномерности процесса регенерации фильтрпатрона 9 по всей поверхности фильтрующего элемента во внутренней его полости, соосно фильтрующему элементу, закреплен вытеснитель 12 конической формы.
Система регенерации фильтрпатрона 9 выполнена механической (фиг.3) с механизмом регенерации, выполненным в виде жестко закрепленных на валу 16, соосно расположенном с фильтрующим элементом 9, по крайней мере двух пластин 17 и 18, причем вал 16 приводится во вращение от привода (не показано), закрепленного на верхнем глухом фланце 8 фильтрпатрона и состоящего из электродвигателя, редуктора, и блока управления регенерацией, соединенного с общим микропроцессором (не показано), а пластины 17 и 18 входят во впадины гофра фильтрующего элемента 9 не более чем на 25% высоты гофра.
В корпусе 1 на расстоянии h от среза выходного патрубка 4 диаметром d, соосно ему, установлена отражающая шайба 10 диаметром d1, причем отношение диаметра D цилиндрической части корпуса 1 к диаметру d выходного патрубка 4 находится в оптимальном интервале величин: D/d=1,5...2,5, а отношение диаметра D цилиндрической части корпуса 1 к диаметру d1 отражающей шайбы 10 находится в оптимальном интервале величин: D/d1=1,2...1,5, а отношение расстояния h от среза выходного патрубка 4 до отражающей шайбы 10 к диаметру отражающей шайбы 10 находится в оптимальном интервале величин: h/d1=1,0...1,5.
Циклон работает следующим образом.
Запыленный газовый поток поступает в циклон через патрубок 3, закручивается за счет тангенциального периферийного 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 в коническую часть 2 корпуса для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 4. При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в коническую часть 2 корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 9, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 9 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 диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d выходного патрубка находится в оптимальном интервале величин: D/d=1,5...2,5;
- отношение диаметра D цилиндрической части корпуса к диаметру d1 отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D/d1=1,2...1,5;
- отношение расстояния h от среза выходного патрубка до отражающей шайбы к диаметру отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: h/d 1=1,0...1,5.
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) |