RU176513U1

RU176513U1 - DUST CATCHER CLASSIFIER

Info

Publication number: RU176513U1
Application number: RU2017118853U
Authority: RU
Inventors: Ксения Михайловна Муратова; Ярослав Владимирович Чистяков; Александр Александрович Махнин; Георгий Андреевич Дубов
Original assignee: Ксения Михайловна Муратова
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-01-22

Abstract

Полезная модель относится к области очистки и классификации газопылевых потоков от пыли. Предлагаемый пылеуловитель может быть использован в горной, горноперерабатывающей, химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.Предложен пылеуловитель-классификатор, включающий корпус, осевой патрубок входа газопылевого потока в завихрительное устройство, причем подача газопылевого потока производится сверху пылеуловителя, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, в котором расположены вогнутые подвижные закручивающие лопатки, имеющие возможность поворота на требуемый угол ϕ, приемные бункеры для сбора пыли и патрубок вывода очищенного газа.Необходимое соотношение между линейной и угловой вращательной скоростями, влияющими на общую эффективность процессов сепарации и классификации пыли, обеспечивается за счет установки в завихрительном устройстве вогнутых подвижных лопаток, имеющих возможность поворота на угол ϕ, не превышающий 45°.Использование пылеуловителя-классификатора позволяет проводить регулируемый процесс сепарации и классификации пыли из газопылевого потока за счет управления соотношением линейной и угловой вращательной скоростями с возможностью снижения внутренних циркуляционных турбулентных потоков в зоне действия инерционных сил после разворота газопылевого потока на 180°, что в целом приведет к повышению процессов эффективности сепарации газопылевого потока за счет снижения вторичного уноса мелкодисперсной пыли и классификации пыли на фракции.The utility model relates to the field of cleaning and classification of dust and gas streams from dust. The proposed dust collector can be used in mining, mining, chemical, pharmaceutical, food, construction and other industries. A dust collector-classifier is proposed, which includes a housing, an axial nozzle for the input of the dust and gas stream into the swirl device, and the gas and dust flow is supplied on top of the dust collector, the screen is in the form a cylinder located under a swirl device in which concave movable swirling blades are located, which can be rotated by three angle ϕ, receiving hoppers for dust collection and outlet pipe for purified gas. The necessary ratio between linear and angular rotational speeds, which affect the overall efficiency of dust separation and classification processes, is ensured by installing concave movable blades in the swirl device that can be rotated through an angle ϕ, not exceeding 45 °. The use of a dust collector-classifier allows an adjustable process of separation and classification of dust from a gas-dust stream due to control with by the ratio of linear and angular rotational speeds with the possibility of reducing internal circulating turbulent flows in the zone of inertial forces after a gas-dust stream is rotated by 180 °, which will generally lead to an increase in the efficiency of gas-dust separation by reducing the secondary entrainment of fine dust and the classification of dust into fractions.

Description

Полезная модель относится к области очистки и классификации газопылевых потоков от пыли. Предлагаемый пылеуловитель может быть использован в горной, горноперерабатывающей, химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of cleaning and classification of dust and gas streams from dust. The proposed dust collector can be used in mining, mining, chemical, pharmaceutical, food, construction and other industries.

Из уровня техники известен пылеуловитель, включающий корпус, входной патрубок, завихрительное устройство, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, патрубок очищенного газа, приемный бункер для сбора пыли. Подача газопылевого потока производится сверху пылеуловителя через завихритель с неподвижно закрепленными лопатками, при этом обеспечивается постоянное соотношение между скоростями вращательного и поступательного движений (См. Муратова К.М. и др., «Пылеулавливание и классификация в центробежно-инерционных аппаратах», Известия ТулГУ, Науки о Земле, 2014, вып. 4, с. 47-57, /1/ или Чистяков Я.В. и др., «Повышение эффективности отделения мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционных аппаратах пылеулавливания», Известия ТулГУ, Науки о Земле, 2015, вып. 3, с. 42-51, /2/ или Чистяков Я.В. и др., «Основы сепарации мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционном пылеуловителе», Экология и промышленность России, 2016, Т. 20, №8, с. 20-27, /3/).The prior art dust collector, comprising a housing, an inlet pipe, a swirl device, a screen in the form of a cylinder located under the swirl device, a purified gas pipe, a receiving hopper for collecting dust. The gas and dust flow is supplied from the top of the dust collector through a swirl with fixed blades, while ensuring a constant relationship between rotational and translational speeds (See Muratova K.M. et al., “Dust Collection and Classification in Centrifugal-Inertial Apparatus”, Izvestiya TulGU, Earth Sciences, 2014, issue 4, pp. 47-57, / 1 / or Chistyakov Y. V. et al., “Improving the efficiency of the separation of fine dust in centrifugal-inertial dust collecting devices”, Izvestiya TulGU, Earth Sciences, 2015, no. 3, pp. 42-51, / 2 / or Chistyakov Y. V. et al., “Basics of fine dust separation in a centrifugal inertial dust collector”, Ecology and Industry of Russia, 2016, V. 20, No. 8, p. 20 -27, / 3 /).

Указанные аппараты обладают рядом недостатков: высокие энергозатраты на преодоление гидравлического сопротивления, сложность конструкции и управления процессом пылеулавливания и, как следствие, невысокая степень надежности работы аппарата, особенно для улавливания мелкодисперсной пыли.These devices have several disadvantages: high energy consumption for overcoming hydraulic resistance, the complexity of the design and control of the dust collection process and, as a result, a low degree of reliability of the device, especially for trapping fine dust.

Наиболее близким к заявленному изобретению является пылеуловитель-классификатор (См. Чистяков Я.В., Муратова К.М., Володин Н.И. «Основы сепарации мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционном пылеуловителе», Экология и промышленность России, 2016. Т. 20. №8. С. 20-27, /3/), включающий корпус с размещенным в нем осевым патрубком ввода газопылевого потока сверху пылеуловителя, на конце которого установлено неподвижное завихрительное устройство оригинальной конструкции, выполненное в виде полого диска с жестко закрепленными в нем профилированными лопатками, осевой патрубок вывода очищенного газа, при этом пылеуловитель снабжен экраном в виде цилиндра, расположенным под завихрителем и верхним основанием, укрепленным по наружному нижнему краю диска; наиболее крупные частицы газопылевого потока после выхода из завихрителя за счет центробежных сил со скоростью 15-20 м/с прижимаются к корпусу пылеуловителя и за счет сил тяжести опускаются в приемный бункер.Closest to the claimed invention is a dust collector-classifier (See Chistyakov Y.V., Muratova K.M., Volodin N.I. “Fundamentals of the separation of fine dust in a centrifugal inertial dust collector”, Ecology and Industry of Russia, 2016. T. 20. No. 8. P. 20-27, / 3 /), comprising a housing with an axial nozzle for introducing a dust and gas stream placed on top of the dust collector, at the end of which there is a stationary swirl device of the original design, made in the form of a hollow disk with rigidly fixed in it profiled opatkami axial withdrawal of purified gas nozzle, wherein the dust collector is provided with a screen in the form of a cylinder, and a swirler disposed at the upper base, reinforced on the outer edge of the lower disk; the largest particles of the gas and dust flow after exiting the swirl due to centrifugal forces at a speed of 15-20 m / s are pressed to the dust collector body and are lowered into the receiving hopper due to gravity.

Недостатком известного пылеуловителя-классификатора является то, что для обеспечения общей высокой эффективности сепарации пыли конструктивно внутренние устройства выполнены неподвижными и нерегулируемыми, что позволяет получить необходимые и не изменяемые при постоянной технологической нагрузке сравнительно высокие угловые вращательные (между корпусом и экраном, ≈15-20 м/с) и линейные (между корпусом и экраном и направленные вниз по направлению действия силы тяжести, ≈2-10 м/с) скорости. Однако сравнительно малая линейная скорость инерционной составляющей сепарации в месте разворота газопылевого потока на 180° и наличие внутренних турбулентных циркуляционных потоков в основном объеме пылеуловителя после разворота газопылевого потока на 180° и вовлечение в эти вихри мелкодисперсной пыли, приводит к снижению общей эффективности сепарации и классификации пыли. Невозможность регулирования соотношением между угловой вращательной и линейной скоростями без изменения технологической нагрузки на аппарат является определяющим для процесса возможности уменьшения вторичного уноса и повышения общей эффективности пылеулавливания и классификации пыли.A disadvantage of the known dust collector-classifier is that in order to ensure the overall high efficiency of dust separation, structurally internal devices are fixed and unregulated, which makes it possible to obtain the relatively high angular rotational angles (between the case and the screen, ≈15-20 m / s) and linear (between the case and the screen and directed downward in the direction of gravity, ≈2-10 m / s) speeds. However, the relatively low linear velocity of the inertial separation component at the place of the gas-dust flow reversal by 180 ° and the presence of internal turbulent circulation flows in the main dust collector after the rotation of the gas-dust flow by 180 ° and the involvement of fine dust in these vortices leads to a decrease in the overall efficiency of dust separation and classification . The inability to control the ratio between the angular rotational and linear speeds without changing the technological load on the apparatus is crucial for the process of the possibility of reducing secondary ablation and increasing the overall efficiency of dust collection and classification of dust.

Задача предлагаемой полезной модели - создание пылеуловителя-классификатора, позволяющего проводить регулируемый процесс сепарации и классификации пыли из газопылевого потока за счет управления соотношением линейной и угловой вращательной скоростями с возможностью снижения внутренних циркуляционных турбулентных потоков в зоне действия инерционных сил после разворота газопылевого потока на 180°, что в целом приведет к повышению процессов эффективности сепарации газопылевого потока за счет снижения вторичного уноса мелкодисперсной пыли и классификации пыли на фракции.The objective of the proposed utility model is the creation of a dust collector-classifier that allows an adjustable process of separation and classification of dust from a gas-dust stream by controlling the ratio of linear and angular rotational speeds with the possibility of reducing internal circulating turbulent flows in the zone of inertial forces after a gas-dust stream is rotated by 180 °, which in general will lead to an increase in the processes of separation efficiency of a dust and gas stream by reducing the secondary entrainment of finely dispersed dust and dust classification into fractions.

Поставленная задача решается тем, что в пылеуловителе, включающем корпус, осевой патрубок входа газопылевого потока в завихрительное устройство, патрубок выхода очищенного газа, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, приемные бункеры для сбора пыли, подача газопылевого потока производится сверху пылеуловителя через завихрительное устройство, в котором расположены регулируемые закручивающие лопатки, способствующие закручиванию газопылевого потока и позволяющие обеспечить возможность влияния на соотношение между линейной и угловой вращательной скоростями газопылевого потока. Закрепленные на верхнем и нижнем диске завихрительного устройства вогнутые лопатки выполнены подвижными с возможностью поворота вокруг неподвижно установленной оси и имеющие возможность фиксировано поворачиваться на необходимый угол ϕ, не превышающий 45°.The problem is solved in that in the dust collector, including the housing, the axial nozzle of the inlet of the dust and gas stream into the swirl device, the outlet of the purified gas outlet, a screen in the form of a cylinder located under the swirl device, receiving hoppers for collecting dust, the flow of dust and gas flow is made from the top of the dust collector through the swirl a device in which adjustable twisting blades are located, contributing to the twisting of the gas and dust flow and allowing to provide the possibility of influencing ix between the linear and angular velocities of the rotational flow of gas and dust. Concave blades fixed on the upper and lower disks of the swirl device are movable with the possibility of rotation around a fixed axis and having the ability to be fixedly rotated by the required angle ϕ, not exceeding 45 °.

Конструкция пылеуловителя-классификатора.Design of dust collector-classifier.

На фиг. 1 изображено устройство пылеуловителя-классификатора. Пылеуловитель-классификатор состоит из корпуса 1, входного патрубка 2, завихрительного устройства 3 с вогнутыми подвижными лопатками 8, экрана 4, патрубка вывода очищенного газа 5, бункеров для сбора пыли 6, 7. Завихрительное устройство состоит из двух металлических дисков: верхним кольцевым 9 и нижним сплошным 10, соединенных между собой осями 11 вокруг которых поворачиваются на угол ϕ подвижные закручивающие лопатки, имеющие фиксированное крайнее правое и левое положения и обеспечивающие возможность регулирования необходимого соотношения между линейной, направленной между корпусом и экраном сверху вниз скоростью и скоростью углового вращательного движения газопылевого потока между корпусом и экраном.In FIG. 1 shows a dust collector-classifier device. The dust collector-classifier consists of a housing 1, an inlet pipe 2, a swirl device 3 with concave movable blades 8, a screen 4, a clean gas outlet pipe 5, dust collection bins 6, 7. The swirl device consists of two metal disks: the upper ring 9 and continuous lower 10, interconnected by axes 11 around which movable swirl vanes are rotated through an angle ϕ, having a fixed extreme right and left position and providing the ability to control the required ratio m The line is linear, directed between the body and the screen from top to bottom, and the speed of the angular rotational movement of the dust and gas flow between the body and the screen.

Пылеуловитель-классификатор работает следующим образом.Dust collector-classifier works as follows.

Газопылевой поток вводится в верхнюю часть аппарата через входной патрубок 2 и завихрительное устройство 3 с вогнутыми подвижными лопатками 8. Газопылевой поток, опускаясь по спирали вниз, после выхода из пространства между корпусом и экраном поворачивается на 180° и по внутренней спирали меньшего радиуса (между экраном и верхней частью патрубка вывода газа) попадает под завихрительное устройство, а затем, снова изменив свое направление на 180°, уже очищенный газ поступает в патрубок вывода очищенного газа 5. Часть отделившейся пыли попадает в бункер 6, а другая часть под действием сил тяжести попадает в приемный бункер 7. При этом, в зависимости от соотношения между линейными и центробежными скоростями, соотношение размеров (дисперсности) пыли в бункерах 6 и 7 меняется. Изменение соотношения между угловой вращательной и линейной скоростями зависит от величины угла ϕ и может быть выполнено конструктивно несколькими способами и нами здесь не рассматривается. Возможность влияния на общую эффективность процесса сепарации и классификации пыли за счет изменения угла поворота ϕ подвижных лопаток подтверждена как на математической модели, так и экспериментами на лабораторной установке.The gas and dust flow is introduced into the upper part of the apparatus through the inlet pipe 2 and the swirl device 3 with concave movable vanes 8. The gas and dust flow, spiraling downward, after leaving the space between the body and the screen is rotated 180 ° and along an inner spiral of a smaller radius (between the screen and the upper part of the gas outlet pipe) falls under the swirl device, and then, again changing its direction by 180 °, the already purified gas enters the outlet pipe of the purified gas 5. Part of the separated dust falls into the hopper 6, and the other part, under the action of gravity, enters the receiving hopper 7. Moreover, depending on the relationship between linear and centrifugal speeds, the ratio of the size (dispersion) of dust in the hoppers 6 and 7 changes. The change in the ratio between the angular rotational and linear velocities depends on the value of the angle ϕ and can be performed constructively in several ways, and we will not consider it here. The possibility of influencing the overall efficiency of the dust separation and classification process by changing the angle of rotation ϕ of the moving blades is confirmed both in the mathematical model and in experiments in a laboratory setup.

Claims

A dust collector-classifier, comprising a housing, an axial nozzle for entering the dust and gas flow into the swirl device, a screen in the form of a cylinder located under the swirl device, in which there are swirl vanes, dust collection hoppers and a purified gas outlet, characterized in that on the upper and lower concave movable blades are installed with a swirl device disk with the ability to rotate fixedly around a fixed axis by the required angle ϕ, not exceeding 45 °, and patr The side entry of the gas and dust stream is configured to supply this stream from above the dust collector-classifier.