CZ284499B6

CZ284499B6 - Zařízení pro odlučování částic z tekutiny obsahující několik komponent

Info

Publication number: CZ284499B6
Application number: CS931606A
Authority: CZ
Inventors: Iouri Bakharev
Original assignee: Epr Inc.
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1998-12-16
Also published as: GR3021368T3; SK280297B6; HUT67586A; ATE140397T1; AU3324693A; CN1035745C; FI933527A; EP0579792B1; RO114563B1; JPH06505436A; NO932845D0; PL171480B1; IL104039A; JPH0716571B2; FI103327B; FI933527A0; CA2103816C; BG61299B1; CA2103816A1; EP0579792A1

Abstract

Sestává z kuželové konstrukce (2) tvaru komolého kužele, která má kuželovou hlavní část (2a) tvořenou koaxiálně uspořádánými prstenci (3) vzdálenými od sebe navzájem v axiálním směru, jejichž průměry, viděno ve směru (6) proudění odlučované tekutiny, se postupně zmenšují, přičemž prstenec (3a) s největším vnitřním průměrem je uspořádán na konci kuželové hlavní části (2a) kuželové konstrukce (2), v němž tekutina určená k odloučení do kuželové konstrukce (2) vstupuje, a prstenec (3b) s nejmenším vnitřním průměrem je uspořádán na konci kuželové hlavní části (2a) kuželové konstrukce (2), z něhož vystupují odloučené pevné částice. Každý prstenec (3) má vnitřní plochu (13), která je konvexně zakřivena v radiálním příčném řezu vedeném osou kuželové konstrukce (2) a obrácenou z části proti a z části napříč ke směru (6) proudění tekutiny. Vnitřní plocha (13) každého prstence (3) se setkává se spodní plochou tohoto prstence (3) v ostré obvodové hraně (14a), přičemž tangentaŕ

Description

Zařízení pro odlučování částic z tekutiny, obsahující několik komponent

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro odlučování částic z tekutiny, obsahující několik komponent, zejména zařízení pro čištění plynů od pevných částic, jako jsou písek, prach, kouř, dým a další mechanické příměsi.

Dosavadní stav techniky

Jsou známá různá zařízení pro odlučování a čištění proudícího plynu od pevných částic, například od prachu, kterými jsou například: usazovací komory, ve kterých se usazují účinkem gravitace největší částice (písek), dále cyklony a inerciální separátory prachu, které využívají účinku odstředivých a setrvačných sil, vznikajících ze změn směru proudění plynu, dále průmyslové filtry (rovněž známé jako „pytlové domy“), ve kterých prochází plyn, obsahující pevné Částice, tkaninou, vrstvami papíru, skleněné vlny, kovovými síty atd., dále elektrostatické precipitátory (elektrofíltry), ve kterých se částice elektricky nabíjejí v elektrickém poli o vysokém napětí a jsou potom přitahovány k elektrodě, na které se usazují, a konečně další zařízení, jako jsou pračky plynu, ve kterých se částice prachu uvádějí do kontaktu s kapalinou a následně se odklízejí.

Když žádný zvláštní systém nemůže zajistit požadovaný stupeň čištění, je možno použít zařízení s více než jedním z výše uvedených principů (například cyklonový odlučovač může být kombinován s tkaninovým filtrem).

Jednou z hlavních charakteristických veličin odlučovače prachu je jeho gravimetrická účinnost η čištění, která se obvykle definuje jako poměr hmotnosti zachyceného prachu k hmotnosti vstupujícího prachu (ve stejné časové periodě). Účinnost čištění může být vyjádřena buďto jako η < 1 (jako, z větší části, bude uvedeno dále) nebo, násobením, číslem 100, v procentech.

Mnohem detailnější charakteristika zařízení pro odlučování prachu je dána frakční účinností, která je označením změny gravimetrické účinnosti jako funkce velikosti d částic. Frakční účinnost může být vyjádřena jako vzorec nebo jako křivka η (d), která znázorňuje gravimetrickou účinnost v plynulé řadě úzkých rozsahů spektra velikosti částic (viz publikace W. Strausse: „Industrial Gas Cleaning“, Pergamon Press, 1966).

Všeobecně vyjádřeno, čím menší jsou částice, tím obtížnější je úkol provedení jejich odloučení. Křivky η (d) frakční účinnosti nejsou totiž konstantní napříč rozsahu velikosti částic, avšak mají tendenci rapidně klesat pro malé velikosti částic, přičemž když se velikost částic blíží k nule, účinnost se rovněž blíží k nule. Při charakterizování různých zařízení na odlučování prachu je tedy důležitou otázkou, pod kterou velikostí částic se začne frakční účinnost znatelněji snižovat. Například u typické gravitační usazovací komory začíná křivka frakční účinnosti klesat kolem rozsahu 80-100 pm a může dosáhnout účinnosti η = 0,8 (80%) kolem velikosti 50 pm (viz uvedená publikace W. Strausse).

Jestliže uvažujeme, poněkud volně, účinnost čištění 80 % jako odůvodněné kritérium, oddělující více účinnější zařízení (η > 80%) od méně účinnějších (η < 80%), bylo zjištěno, že pouze elektrofíltry, tkaninové filtry, určité typy praček plynu a speciální cyklony o malém poloměru mohou oddělovat částice menší než 10 pm s účinností η > 80 % (viz publikace W. Strausse: „High-Efficiency Air Filtration“, vydané nakladatelstvím P.A.F. White and S. E. Smith, Butterworths, Londýn, 1964).

- 1 CZ 284499 B6

Dalšími parametry, které mohou ovlivňovat účinnost čištění zařízení, je koncentrace prachu neboli hustota prachu v plynu, měřeno v g/m³, na vstupu do zařízení.

Ještě dalším důležitým parametrem, spojeným s funkcí zařízení na odlučování prachu a majícím vliv na jeho účinnost čištění, je průměrná rychlost plynu při průchodu zařízením. Existující zařízení na odlučování prachu pracují s různými rychlostmi plynů v závislosti na principu své činnosti. Například zatímco elektrofiltry pracují s relativně nízkou rychlostí plynů, zřídka překračující 2 m/s, inerciální odlučovače prachu pracují při rychlostech mezi 15 a 30 m/s. Vyšší rychlosti jsou v podstatě zapotřebí, protože se jimi dosahuje vyššího průtoku zařízením (tento průtok je dán součinem rychlosti proudu plynu a plochy příčného průřezu proudu plynu zařízením). Pro daný požadovaný průtok platí, že čím vyšší je možná rychlost plynu, tím menší může být velikost zařízení.

Jakmile však rychlost proudění plynu překročí určitou optimální hodnotu (která závisí na typu použitého zařízení), účinnost čištění začne klesat, někdy náhle. Například v inerciálních odlučovačích nastane tento pokles účinnosti čištění vznikem silné turbulence v proudu plynu při rychlostech nad 30 m/s. Současně, vzhledem k jejich konstrukci, ztratí inerciální odlučovače svoji účinnost čištění rovněž při nízkých rychlostech proudění plynu. Ve skutečných zařízeních tohoto typuje užitečný rozsah rychlosti proudění plynů obvykle poněkud užší, například ± 20 % optimální rychlosti, při které je účinnost η maximální.

Když jsou za sebou v řadě zapojena dvě nebo i více (obecně n) zařízení, která mají individuální účinnosti ηι, η₂, , η_π čištění, takže čištěný plyn proudí z prvního zařízení do nejbližšího sousedního zařízení, je nutno ukázat, že celková účinnost čištění n zařízení, zapojených v řadě za sebou, může být vyjádřena jako

E = ηι+(I- ηι) η₂+(1- η,) (I- η₂) η₃+...+(1- ηι) (1— η₂)..· (1- η_η-ι) η_η (1) přičemž η je vyjádřena jako číslo menší než jednička spíše než v procentech. Například pro dva odlučovače s individuálními účinnostmi ηι a η₂, zapojené v sérii, platí

Ε = ηι+(1-ηι)η₂. (2)

Podle toho, co bylo řečeno o frakční účinnosti η(ύ) a hustotě prachu je zřejmé, že vzorce (1) a (2) by měly být použity obezřetně.

První zařízení z celé řady má ovšem tendenci odloučit primárně větší částice a přivádět do sousedního dalšího zařízení částečně vyčištěný plyn, který bude mít jak (a) nižší hustotu prachu, tak i (b) rozložení velikostí částic s obecně menší průměrnou velikostí částic ve srovnání s rozložením velikostí částic prachu, vstupujícího do prvního zařízení. Tento posun rozložení velikostí částic je přímým důsledkem křivky nekonstantní frakční účinnosti η^); určuje praktické omezení stupně odloučení částic z proudu plynu, kterého lze dosáhnout mnoha čisticími zařízeními, zapojenými za sebou. Proto je nutno hodnoty účinnosti η ve vzorcích (1) a (2) chápat jako hodnoty, odpovídající charakteristickým veličinám proudu plynu, obsahujícího částice na vstupech každého příslušného zařízení na odlučování prachu. V praxí se tyto hodnoty získají experimentálně.

V rozsahu velikostí částic, ve kterém frakční účinnost (d) není příliš malá, představuje spojení několika zařízení v řadě za sebou účinný způsob zvýšení celkové účinnosti čištění celého systému. Například ze vzorce (2) při uvažování ηι = 0,7 a η₂ = 0,6 bylo zjištěno, že celková účinnost E = 0,88 (88 %).

-2CZ 284499 B6

Je zřejmé, že zařízení s podstatně plochou křivkou frakční účinnosti t|(d) pro malé velikosti částic budou zvláště výhodné pro vysoký stupeň čištění proudu plynů, když se jich zapojí více za sebou.

Jak je všeobecně při odlučování částic z tekutiny, obsahující několik komponent (to jest plyn/pevné částice), známé, představují známý stav techniky výše uvedená zařízení, známá jako inerciální neboli hybnostní odlučovače, ve kterých se plyn čistí od pevných částic použitím náhlých změn směru pohybu proudu plynu a snížením jeho rychlosti. Pevné částice vzhledem ke své setrvačnosti budou pokračovat v pohybu ve stejném směru, jako byl původní směr proudění plynu, a budou se eventuálně ukládat do sběrné výsypky. Těžší (větší) částice mají větší setrvačnost, a proto se odU/jjí snadněji než lehčí (menší) částice, které mají spíše sklon uniknout s čištěným proude. iynu.

Některá z uvedených zařízení jsou konstruována tak, aby obsahovala několik pevných (obvykle kovových) ploch, skloněných v ostrém úhlu vůči proudu plynu, přičemž úkolem těchto ploch je odklonit pevné částice z jejich drah, které se původně shodují se směrem hlavního proudu plynu. Tyto plochy tak napomáhají koncentrování pevných částic na jedné straně uvedených vychylovacích částí, přičemž čištěný plyn uniká prostory mezi odchylujícími částmi.

Takovým zařízením je kolektor s uzávěrem (viz uvedené publikace W. Strausse a publikace C. J. Stairmanda, Trans. Inst. Chem. Eng, (Londýn), 29, 356 (1951)), který se někdy použije jako předřazený čisticí stupeň před cyklony nebo zmíněnými pytlovými domy. Mnohem účinnější je kuželový žaluziový kolektor a jeho variace (viz uvedené publikace W. Strausse, dále publikace K. Hansena, Fifth World Power Conference, Vídeň, 16, 5829 (1956), dále patent E. Habera, US-PS 2 034 467 a patent GB 388 637, dále patent H. Van Der Kolka, US-PS 2 874 800 a patent GB 766 279, dále patent I.R.W. Johnstona US-PS 4 340 474, dále patenty H. Kellera US-PS 3 958 966 a 4 198 220, a konečně patent K. H. Madena US-PS 4 123 241). V populární verzi (viz například patenty Habera) sestává zařízení ze systému kuželovité sestavených kuželových prstenců s rovnými plochami se zmenšujícími se průměry. Kuželové prstence s rovnými plochami jsou upevněny ve válcovém nebo kuželovém tělese nebo plášti tak, že se navzájem překrývají v axiálním směru, přičemž jsou mezi sousedními plochami prstenců ponechány úzké mezery. Tyto prstencové mezery jsou orientovány pod ostrým úhlem ke směru proudu plynu. Do tělesa se přivádí proud plynu a vstupuje do něj na konci u prstence s největším průměrem a pohybuje se v kuželové konstrukci shora dolů. Hlavní část plynu, obsahující lehčí částice, změní náhle směr svého pohybu a uniká směrem nahoru mezerami mezi prstenci a je vedena do dalšího sousedního místa určení, zatímco větší části pokračují ve svém pohybu směrem dolů kuželovou konstrukcí. Současně narážejí částice opakovaně na plochy prstenců (což mimochodem vede ke značnému opotřebení prstenců po určité době) a jsou proto odráženy směrem kose kuželové konstrukce; tímto způsobem se koncentrují a jsou odstraňovány částí plynu (obvykle 5 až 7 %), procházející prstencem s nejmenším průměrem.

U obměněného provedení tohoto zařízení (viz patenty Van Der Kolka) je provedena kuželová konstrukce z jednoho kusu ze spirálovitě navinutého drátu, kteiý má buď obdélníkový nebo lichoběžníkový průřez, přičemž přímé vnitřní plochy drátu jsou šikmo skloněny vůči ose kuželové konstrukce a slouží ke stejnému účelu jako rovné plochy kuželových prstenců v předešlém příkladě provedení.

Výhody výše popsaných známých kuželových inerciálních kolektorů prachu spočívají v jednoduchosti a kompaktnosti svého provedení, v absenci pohyblivých částí, v relativně nízkém odporu pro proud plynu a v relativně vysoké rychlosti proudění plynu zařízením (to jest při vysokém průtoku) stejně jako vtom, že jejich účinnost se příliš nemění se změnami ve vstupní hustotě prachu (viz uvedené publika W. Strausse a K. Hansena). Nevýhodami těchto zařízení je jejich neschopnost odstraňovat účinně částice menší než 20 až 30 pm a relativně

-3CZ 284499 B6 velké množství plynu, u něhož nedošlo k odloučení pevných částic a musí být proto následně čištěn pomocí dále zařazených cyklonů (viz uvedené publikace W. Strausse). To je v podstatě důvod, proč se inerciální kolektory neboli lapače prachu používají většinou jako předřazená čisticí zařízení pro odstranění hrubších částic.

Další nevýhodou kuželových inerciálních kolektorů prachu je neustálé bombardování kuželových prstenců pevnými částicemi, což v některých případech vede k jejich rychlé erozi a opotřebení, takže je zapotřebí provádět jejich častou údržbu včetně výměn prstenců, což má za následek dlouhé prostoje.

Inerciální odlučovače prachu s pečlivěji propracovanými zakřivenými elementy pro vychylování částic jsou rovněž známé. V patentu Johnstona se například popisuje zařízení kuželového typu s axiálně se nepřekrývajícími prstenci složitějšího tvaru, zakřivenými dovnitř na vnitřní straně, s přímou částí a břitem pro vychylování pevných částic směrem k ose kuželové konstrukce.

Uvedená celková účinnost čištění pro částice s průměrnou velikostí mezi 20 a 30 pm je těsně u 80 %. Nejsou však uvedena žádná detailní data trakční účinnosti.

V jiném zařízení (viz patenty Kellera) je proud plynu nasměrován proti vrcholu, to jest z nejužšího k nejširšímu konci kuželovité vytvořeného odlučovače (který je tak obrácený ve 20 srovnání s kuželovým inerciálním odlučovačem, popsaným výše), přičemž jednotlivé elementy neboli prstence odlučovače se navzájem překrývají a jejich průřez má takový tvar, jako tupoúhlý trojúhelník. Myšlenkou tohoto řešení je vytvořit vychylující plochy pevných částic, stejně jako předtím, i když v obrácené geometrii, přičemž koncentrované částice se pohybují ven z kuželové konstrukce směrem k širší základně kužele, zatímco čištěný plyn uniká do vnitřního prostoru 25 kužele.

Složitým tvarem prstenců jsou vytvořeny mezi nimi zakřivené kanály, přičemž tyto kanály slouží k vytvoření únikových průchodů pro částečně vyčištěný proud plynu. Tyto průchody jsou tedy otevřeny směrem do vnitřku kuželové konstrukce. Tento znak napomáhá pro zabránění vzniku 30 ucpání zařízení. Ani v tomto případě však nejsou uvedena žádná experimentální data. Navíc je nutno poznamenat, že zařízení je určeno primárně pro odlučování pevných částic z vodní páry, což může být důvod pro speciální pozornost, věnovanou problému ucpávání.

Poněkud podobné zařízení je popsáno v patentu Madena, ve kterém je v dutém tělese obdélní35 kového, kruhového nebo podélného tvaru, viděno v průřezu kolmém k směru proudění, uspořádána jedna nebo dvě sady vychylovačů částic neboli „lopatek“. Stejně jako v patentech Kellera mají tyto lopatky v průřezu složitý, zakřivený, podélný trojúhelníkový tvar. Jsou umístěny v tělese tak, aby vytvořily vychylovací plochy pro vstupující pevné částice (s výhodným úhlem přední plochy pro vychylování částic 34° k ose zařízení) a rovněž aby 40 zakryly průchody mezi nimi před přímými nárazy vstupujících částic. V důsledku své setrvačnosti pevné částice (alespoň větší z nich) minou průchody mezi lopatkami a pokračují v pohybu směrem dolů zužujícím se zařízením, přičemž čištěný plyn uniká mezi lopatkami zakřivenými průchody, vytvořenými v každém případě překrývající zadní odtokovou plochou přední lopatky a dlouhou zadní plochou nejbližší sousední další lopatky ve směru proudění. 45 Vzhledem ke konkávnímu tvaru odtokové plochy každé lopatky se průchod otevírá směrem do vnitřního prostoru mezi systémem lopatek a tělesem zařízení, jak tomu bylo rovněž v případě patentu Kellera. Navíc mohou mít průchody mezi sousedními lopatkami měnící se tvar, přičemž průchody se vzrůstající měrou klikatí směrem k výstupnímu konci zařízení. U tohoto zařízení se uvádí účinnost čištění až do 89,7 %, ačkoli není specifikováno, který druh prachu byl použit pro 50 testování a ani není uvedena průměrná velikost částic. Výstupem zařízení se spolu s koncentrovaným prachem ztrácí asi 10 % plynu.

-4CZ 284499 B6

Hlavním úkolem vynálezu je vytvořit zařízení, které odlučuje pevné částice, včetně částic menších než 1 mikrometr, z tekutin, obsahujících několik komponent, se značně vyšší účinností čištění než u doposud známých zařízení tohoto druhu.

Dalším úkolem vynálezu je vytvořit zařízení, ve kterém frakční účinnost čištění v podstatě nezávisí na velikostech a rozložení velikostí pevných částic, obsažených v tekutině.

Dalším důležitým úkolem vynálezu je vytvořit zařízení, které bude pracovat s vysokou účinností čištění v širokém rozsahu rychlostí proudění plynů zařízením, a to od 10 m/s do 100 m/s, nebo dokonce i větších rychlostech.

A konečně mezi další úkoly vynálezu patří vytvoření zařízení s prodlouženou životností, které bude mít menší velikost a hmotnost, a u něhož bude možnost použít nejrůznější konstrukční materiály pro jeho výrobu, přičemž požadovaná údržba zařízení při jeho činnosti bude co nejkratší.

Podstata vynálezu

Tyto a další úkoly řeší zařízení pro odlučování částic z tekutiny, obsahující několik komponent, zejména pro odlučování pevných částic z plynů pro jejich čištění, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z duté kuželové konstrukce tvaru komolého kužele, jejíž kuželová hlavní část sestává z mnoha koaxiálně uspořádaných prstenců se zmenšujícími se vnitřními průměry, přičemž sestavené prstence jsou drženy ve svých vzájemných polohách a orientacích alespoň dvěma, avšak s výhodou třemi nebo čtyřmi podpěrami, sloupy, vodícími stojany nebo podobnými rámovými prostředky, upravenými v odstupu vůči sobě na obvodech uvedených prstenců, které jsou k nim pevně na svých vnějších obvodech připojeny. Prstenec s největším vnitřním průměrem uvedené kuželové konstrukce je spojen s potrubím pro přívod proudu plynu, který má být vyčištěn, do vnitřku kuželové konstrukce, a prstenec s nejmenším vnitřním průměrem je spojen s nádobou pro shromažďování odloučených pevných částic. Každý prstenec má zakřivenou vnitřní plochu, jejíž profil je podobný profilu homí plochy přední okrajové části asymetrického křídla neboli křídlového profilu, směřujícího částečně proti a částečně napříč ke směru proudu plynu kuželovou konstrukcí, dále vnější plochu a spodní neboli odtokovou plochu, rozkládající se od vnitřní plochy k vnější ploše a obrácené v podstatě ve směru proudu plynu. Odtoková plocha každého prstence protíná vnitřní plochu v ostré hraně, tvořící vnitřní průměr prstence, přičemž odtoková plocha je orientována tak, že její tangenta (kterou může být rovina nebo její plocha) svírá se směrem pohybu plynu nanejvýš úhel 90°, a přičemž vnitřní plocha je s výhodou uspořádána tak, že její tangenta v jejím spoji s odtokovou plochou je v podstatě rovnoběžná s osou kuželové konstrukce. Prstence kuželové konstrukce jsou uspořádány vůči sobě tak, aby tvořily mezi rovinou ostré hrany každého předchozího prstence a rovinou nejvyšší části neboli vrcholku příslušného nejbližšího prstence ve směru proudění axiální prostory neboli mezery.

Kuželová konstrukce je s výhodou instalována v tělese neboli plášti a její funkční určení je působit na pevné Částice v proudu plynu, které jsou nejblíže k prstencům, tak, aby se aerodynamicky posunuly směrem k ose kuželové konstrukce tak, že víc a víc částic se postupně koncentruje v axiální oblasti kuželové konstrukce spolu s proudem plynu, postupujícím kuželovou konstrukcí, přičemž částečně vyčištěný plyn může unikat bočně mezerami mezi prstenci do okolního vnitřního prostoru uvedeného tělesa. Koncentrovaný proud částic, poté co prošel prstencem s nejmenším průměrem kuželové hlavní části, opouští kuželovou konstrukci a je veden vhodnou výstupní trubkou nebo průchodem do sběrné nádoby. Těleso kromě nesení kuželové konstrukce slouží k dodávaní čištěného plynu do dalšího místa určení. Toto těleso má s výhodou válcový nebo trubkový tvar a může například být tvořeno dlouhým potrubím s vnitřním průměrem poněkud větším než je vnější průměr prstence s největším průměrem

-5CZ 284499 B6 kuželové konstrukce, přičemž jeho účinná délka se přibližně rovná délce kuželové konstrukce (je možno použít rovněž jiné tvary průřezů a jiné rozměry). Pro usnadnění dopravování vyčištěného plynu do místa dalšího určení je uvedené potrubí zahnuto na jednom konci do strany, například pod úhlem 90°, přičemž úhel ohybuje stejný nebo větší než průměr potrubí.

Podle výhodného provedení vynálezu je axiální výška neboli tloušťka prstenců, stejně jako jejich radiální šířka, s výhodou konstantní, avšak může se prstenec od prstence měnit, například tak, že se zmenšující se šířkou prstenců se bude zmenšovat i jejich tloušťka. V úvahu rovněž připadá to, že vzdálenost mezi rovinou ostré hrany vždy předního prstence a rovinou vrcholu příslušného sousedního dalšího prstence bude konstantní prstenec od prstence a může se rovnat tloušťce předního prstence.

Podle všeobecného výhodného provedení zařízení podle vynálezu se předpokládá, že poměr vnitřního průměru největšího prstence k vnitřnímu průměru nejmenšího prstence, to jest poměr průměru větší základny kuželové hlavní části kuželové konstrukce k průměru její menší základny bude ležet v rozsahu mezi 10 a 100, dále že poměr axiální délky kuželové hlavní části k průměru její větší základny bude v rozsahu mezi 5 a 20, dále že poměr radiální šířky (vnější průměr minus vnitřní průměr) každého prstence k jeho tloušťce bude mezi 0,5 a 2, dále že poměr výšky mezery mezi jakýmikoli dvěma sousedními prstenci k tloušťce předního prstence z tohoto páru prstenců bude mezi 0,7 a 3, a konečně že počet prstenců v kuželové konstrukci bude řádově stovky a tisíce, v závislosti na velikosti a zamýšlenému použití zařízení, i když u některých zařízení může představovat například pět prstenců dostatečný počet.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být kuželová konstrukce opatřena několika přídavnými prstenci, upravenými ve směru proudění za prstencem s nejmenším průměrem kuželové hlavní části, přičemž všechny přídavné prstence mohou mít průměr shodný s průměrem nejmenšího prstence a budou proto ohraničovat válcovou pomocnou část kuželové konstrukce. Alternativně může být bezprostředně ve směru proudu za nejmenším prstencem kuželové hlavní části uspořádáno několik přídavných prstenců s postupně se zvětšujícím průměrem, čímž vznikne obrácená kuželová pomocná část kuželové konstrukce. Jako další alternativa může být upravena ve směru proudění za válcovou pomocnou částí, a to za posledním prstencem z řady pomocných prstenců stejného průměru, obrácená kuželová pomocná část, sestávající z několika prstenců s postupně se zvětšujícím průměrem. Tyto kuželové konstrukce umožňují dosažení optimálních podmínek pro odstraňování odloučených částic do výsypky.

Kuželová konstrukce může být ve všech výše zmíněných provedeních provedena rovněž ve tvaru spirály, přičemž každý závit tohoto spirálovitého tělesa s výhodou tvoří prstenec, a přičemž vzdálenost mezi sousedními závity spirály odpovídá vzdálenosti mezi sousedními plnými prstenci. Toto provedení umožňuje usnadnění a automatizování výroby kuželové konstrukce.

Konstrukce zařízení podle vynálezu umožňuje čištění plynných tekutin, neboli odlučování pevných částic z těchto tekutin, v širokém rozsahu velikostí částic, včetně částic o velikosti menší než 1 mikrometr, při velké rychlosti proudu plynu zařízením (to je vysokém průtoku) a nízkém odporu pro proudění plynu, přičemž vznikne vysoká účinnost čištění, která v podstatě nezávisí na velikostech a rozložení velikostí částic v proudu plynu ani na koncentraci prachu na vstupním konci zařízení. Navíc frakční složení částic není v podstatě ovlivňováno čištěním, takže když je částečně vyčištěný plyn veden do druhé modulové jednotky, zapojené v sérii s první jednotkou, frakční složení pevných částic v tomto plynu bude v podstatě stejné jako v původním proudu plynu. Rovněž velikost a hmotnost zařízení se zmenší a je zajištěna téměř bezúdržbová činnost zařízení i při změnách koncentrace prachu a frakčního složení pevných částic, přiváděných do zařízení.

Vynález může být použit pro čištění průmyslových plynů a plynů z domácích hospodářství, například z metalurgických, chemických, tepelných a jiných zařízení, a pro čištění vzduchu pro

-6CZ 284499 B6 průmyslové použití a pro použití v domácnostech, například pro elektronický promysl, průmysl přesného strojírenství, pro veřejné a obytné budovy atd. Může být rovněž použit pro odlučování a shromažďování hodnotných materiálů, dispergovaných ve formě částic ve vzduchu nebo v plynu nebo v podobné tekutině, například pro vylučování a shromažďování uhelného prachu při dobývacích pracích nebo pro shromažďování kovového prášku, vznikají''ho v metalurgických procesech.

Je zřejmé, že některá taková zařízení mohou tvořit předběžně sestavenou jednotku, sestávající jak z kuželové konstrukce z mnoha prstenců, tak z připojeného tělesa, upraveného pro připojení k výstupnímu konci hlavního potrubí, eventuálně s připojenou výsypkou Avšak speciálně, když je zařízení určeno pro shromažďování hodnotného materiálu a nikoli pro čištění tekutiny, avšak v každém přít ..Jě, ve kterém není možné připojit složenou kuželovitou konstrukci a těleso jako jednu jednotku k existujícímu potrubí, může být zařízení tvořeno pouze oddělenou kuželovitou konstrukcí. Tato kuželová konstrukce může být instalována jako taková na konci potrubí bez tělesa, které by ji obklopovalo, takže mohou být ve výsypce shromažďovány pouze částice, odloučené od proudu tekutiny, přičemž vyčištěná, avšak nepotřebná tekutina (předpokládá se, že je z ekologického hlediska nezávadná a neobsahuje žádné nečistoty) může unikat mezerami mezi prstenci do okolní atmosféry. Alternativně však může být samozřejmě samotná kuželová konstrukce instalována v již existujícím potrubí, respektive jeho části, kterou částice normálně vycházejí z hlavní výroby, přičemž tato část potrubí bude tvořit a tedy sloužit jako těleso, neboli plášť kuželové konstrukce, a bude rovněž opatřena sběrací nádobou k ní vhodně připojenou, například v bočně přesazené poloze, pro přímé spojení s výstupním koncem kuželové konstrukce.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky, částečně v řezu a částečně v pohledu, zařízení pro odlučování částic z tekutiny, obsahující několik komponent, podle vynálezu, a to podle prvního provedení vynálezu, kde sestává kuželová konstrukce kuželové hlavní části tvaru komolého kužele z mnoha prstenců s postupně se zmenšujícími průměry, upravená v trubkovém tělese neboli plášti, obr. IA ve zvětšeném měřítku v řezu detail IA kuželové konstrukce, znázorněné na obr. 1, přičemž schematicky znázorňuje tvar vnitřní plochy prstenců, tvořících kužel, a způsob uložení prstenců s různými průměry v pevném vztahu vůči sobě navzájem, obr. IB příčný řez podél čáry 1B-1B z obr. 1, obr. IC řez podobný jako na obr. 1 A, s modifikovaným kuželovým uspořádáním prstenců, obr. ID radiální řez jediným prstencem, podobný obr. IA, avšak v ještě větším měřítku, přičemž konstrukce prstence je modifikována na jeho odtokové neboli spodní ploše, obr. 1E řez podobný obr. ID, avšak konstrukce prstence je modifikována v jeho vrcholu v oblasti spoje mezi jeho vnitřní a vnější plochou, obr. 1F schematicky kuželovou konstrukci podle vynálezu a její základní fyzikální parametry, obr. 2 podobně jako obr. 1 zařízení podle vynálezu, a to v jeho druhém provedení, kde kuželová konstrukce má ve směru proudění za menším koncem kuželové hlavní části upravenou pomocnou válcovou část, sestávající z řady přídavných prstenců se stejným vnitřním průměrem, jako má nejmenší prstenec kuželové hlavní části,

-7CZ 284499 B6 obr. 2A řez podobný jako na obr. IA, to jest detail 2A kuželové konstrukce z obr. 2, přičemž schematicky znázorňuje jeden způsob uložení prstenců válcové pomocné částic v pevném vztahu vůči sobě navzájem, obr. 3 podobně jako obr. 1 zařízení podle vynálezu, a to v jeho třetím provedení, kde je kuželová konstrukce ve směru proudění za menším koncem kuželové hlavní části opatřena obrácenou kuželovou pomocnou částí, sestavenou z řady přídavných prstenců s postupně se zvětšujícími průměry, obr. 3A řez podobný obr. IA a 2A, to jest detail 3A kuželové konstrukce z obr. 3, přičemž schematicky znázorňuje jeden způsob uložení prstenců obrácené kuželové pomocné části v pevném vztahu vůči sobě navzájem, obr. 4 podobně jako obr. 1 zařízení podle vynálezu, a to v jeho čtvrtém provedení, kde kuželová konstrukce je ve směru proudění za menším koncem kuželové hlavní části rovněž opatřena jak válcovou pomocnou částí, tak i obrácenou kuželovou pomocnou částí, sestavenými z řady přídavných prstenců stejného průměru a řady přídavných prstenců s postupně se zvětšujícími průměry, obr. 4A řez podobný jako na obr. 1 A, 2A a 3A, to jest detail 4A kuželové konstrukce z obr. 4, přičemž schematicky znázorňuje jeden způsob uložení prstenců tří částí kuželové konstrukce v pevném vztahu vůči sobě navzájem, obr. 5 podobně jako obr. 1 zařízení podle vynálezu, a to v jeho pátém provedení, kde kuželová konstrukce (kvůli zjednodušení znázorněná tak, jako by obsahovala pouze kuželovou hlavní část) je znázorněna ve formě plynulé spirály s mnoha závity se zmenšujícími se průměry, simulujícími plné prstence u jiných provedení, obr. 5A řez podobný jako na obr. IA, 2A, 3A a 4A, a to detailu 5A kuželové konstrukce z obr. 5, obr. 6 schematicky asymetrický křídlový profil, přičemž současně znázorňuje vznik profilů prstenců, znázorněných na obr. IA a ID a obr. 7 řez podobný jako na obr. 6, přičemž znázorňuje vznik profilu, znázorněného na obr. 1E.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1, IA a 1B je znázorněno první provedení zařízení pro odlučování částic z tekutiny, obsahující několik komponent, v tomto případě dvě komponenty, podle vynálezu, které je určeno zejména pro čištění proudů plynů od pevných částic, například od prachu, popela a podobně. Zařízení sestává z tělesa 1, například trubkové nebo válcové konstrukce (viz obr 1B), ve kterém je umístěna kuželová konstrukce 2 ve formě dutého komolého kužele, mezi níž a tělesem 1 je vytvořen prostor la. Těleso 1 může mít samozřejmě i jiné provedení. Kuželová konstrukce 2 sestává z kuželové hlavní části 2a, která je sestavena z mnoha koaxiálně uspořádaných prstenců 3, které mají vůči sobě v axiálním směru odstupy, a jejichž průměry se postupně zmenšují. Toto uspořádání bude nyní detailněji popsáno. Prstence 3 jsou s výhodou provedeny z kovu nebo slitiny kovů, například z nerezové oceli a podobně, ačkoli samozřejmě mohou být provedeny i z jakéhokoli jiného vhodně tvrdého materiálu, včetně zesíleného plastu a podobně.

Prstenec 3a s největším průměrem, tvořící začátek kuželové hlavní části 2a kuželové konstrukce 2, a vstupní konec tělesa 1, který jej obklopuje, jsou připojeny utěsněné pomocí obvodových těsnění, například svarů a podobně, k přírubě 4 připojovací části 5 potrubí (neznázoměného) pro přívod proudu plynu do tělesa 1 ve směru 6 proudění, daném šipkou. Prstenec 3b s nejmenším

-8CZ 284499 B6 průměrem, který zakončuje kuželovou hlavní část 2a kuželové konstrukce 2, je podobně připojen k přírubě 7a výstupní trubky 7, vedoucí do sběrné nádoby neboli výsypky 8. Jak bude blíže popsáno dále, částice oddělené od proudu plynu opouštějí kuželovou konstrukci 2 a vstupují do trubky 7 prstencem 3b s nejmenším průměrem, kterou se dostanou do výsypky 8, zatímco vyčištěný plyn opouští kuželovou konstrukci 2 a vstupuje do okolního prostoru la mezerami mezi jednotlivými prstenci 3.

Výsypka 8, která ani na jednom z obr. 1 až 5 není nakreslena v měřítku, je opatřena dolů nasměrovanou výstupní trubkou 8a, která je opatřena uzavíracím ventilem 9 pro umožnění shromažďování částic, které mají být odvedeny z výsypky 8. Ačkoli to vždy není podstatné, jak bude blíže vysvětleno dále v popisu, je v prov.edení zařízení podle vynálezu, znázorněném na obr. 1, výsypka 8 rovněž opatřena nahoru směřující odvzdušňovací trubkou 12, vedoucí zpět do tělesa 1, pro umožnění návratu alespoň části plynu, obsahujícího částice, který vstupuje do výsypky 8 trubkou 7, poté, co se částice obsažené zpočátku v plynu usadily ve výsypce 8, zpět do vyčištěného proudu plynu v prostoru la tělesa L Alternativně může být takové odsávání plynu z výsypky 8 provedeno i jinými prostředky než odvzdušňovací trubkou 12, například pomocí čerpadla. Vyčištěný plyn může vystupovat z tělesa 1 jakýmkoli vhodným způsobem, například ve směru šipky 10 bočně zahnutou částí 11 tělesa L

Jak je nejlépe znázorněno na obr. IA a IB, jsou sestavené prstence 3 kuželové konstrukce 2 přidržovány ve svých relativních polohách s příslušnými orientacemi pomocí několika rámových členů ve formě sloupů nebo podpěr 3c, rozkládajících se od prstence 3a s největším průměrem k prstenci 3b s nejmenším průměrem, přičemž všechny prstence 3 jsou pevně připojeny na svých vnějších obvodech k uvedeným podpěrám 3c jakýmkoli vhodným způsobem, například přivařením, přilepením a podobně, nebo, když to dovolí velikosti prstenců 3, pomocí šroubů, svorníků a podobně. Ve znázorněném příkladu provedení jsou použity čtyři podpěry 3c (na obr. 1 byly kvůli zjednodušení vynechány), ačkoli je možno použít tří nebo pěti a v případě velmi velké kuželové konstrukce 2 i více sloupů 3c (přičemž jejich počet je omezen pouze tím, aby jich nebylo příliš mnoho, aby nežádoucím způsobem nebránily provedení mezer mezi jednotlivými prstenci 3), přičemž je dokonce možno použít pouze dvě podpěry 3c v případě velmi malé kuželové konstrukce 2. Každý rámový člen neboli podpěra 3c, jak je znázorněno, je opatřen (ačkoli to není podstatné a nezbytně nutné) stupňovitými výstupky 3d na své straně směřující dovnitř, které napomáhají pro upevnění prstenců 3 v potřebné poloze.

Na obr. IA, znázorňujícím radiální podélný řez, procházející osou kuželové konstrukce 2, je vidět, že každý prstenec 3 má tři základní plochy: vnitřní plochu 13, která se rozkládá od horní hrany 13a prstence 3 kjeho spodní části, a která je vystavena alespoň na své nejvnitřnější části v radiálním směru přicházejícímu proudu plynu, dále spodní plochu 14, která viděno z hlediska směru proudění plynu je rovněž odtokovou plochou prstence 3, a která protíná vnitřní plochu 13 v ostré obvodové hraně 14a, tvořící vnitřní průměr prstence 3, a konečně vnější obvodovou plochu 15. Vnitřní plocha 13 je konvexně zakřivena, přičemž profil a stupeň tohoto zakřivení budou nyní detailněji popsány. Odtoková spodní plocha 14 je ve vodorovném směru rovinná, viz obr. IA, avšak může mít ve skutečnosti jakýkoli požadovaný tvar, například může být rovinná v šikmém směru, to jest skloněná, jak je znázorněno plnými čarami u spodní plochy 14' na obr. ID, nebo může být konkávně nebo konvexně zakřivená, jak je znázorněno čárkovanými čarami u spodních ploch 14 a 14' na obr. ID. Nutnou podmínkou přitom pouze je, aby úhel a mezi osou kuželové konstrukce 2, která leží rovněž ve směru šipky, označující směr 6 proudění plynu, a tangentou odtokové spodní plochy 14 v obvodové hraně 14a nepřekročil hodnotu 90°. Je zřejmé, že v případě rovinného provedení spodní plochy 14 nebo 14', se uvedená tangenta shoduje se spodní plochou 14, 14' samotnou, takže úhel a je úhlem mezi osou kuželové konstrukce 2a a rovinou spodní plochy ]4. Tvar vnější obvodové plochy 15 je s výhodou ve svislém směru rovinný, jak je znázorněno na obr. IA, avšak může rovněž, bez ohledu na

-9CZ 284499 B6 uspořádání spodní plochy 14, splynout se zakřivením horní hrany 13a prstence 3, jak je znázorněno na obr. 1E v části 15a.

Jak již bylo uvedeno, je profil neboli uspořádání v příčném řezu, a to zejména zakřivení vnitřní plochy 13 prstence 3 tak, jak je znázorněno na obr. IA, odvozeno od profilu přední neboli náběžné hrany asymetrického křídla. Tento asymetrický profil P křídla, znázorněný na obr. 6 a 7, je v podstatě v příčném řezu charakterizován tupou přední okrajovou částí P-l, která normálně směřuje ve směru F přicházejícího proudu vzduchu, dále konvexně zakřivenou horní okrajovou částí P-2 a rovinnou spodní okrajovou částí P-3. Uvnitř profilu P křídla je ohraničena, jak je znázorněno na obr. 6, příčně šrafovaná část P', která je ohraničena na jedné straně plynulými částmi, a to zakřivenou přední okrajovou částí P-l a zakřivenou horní okrajovou částí P-2, které vybíhají z nej přednějšího bodu P-4 přední okrajové části P-l do nejvyššího bodu P-5 horní okrajové části P-2 (to jest tam, kde má křídlo největší tloušťku), a na druhé straně dvěma vzájemně kolmými a protínajícími se čarami S-l a S-2. z nichž jedna čára S-l probíhá v profilu P křídla podélně a začíná v nejpřednějším bodu P-4. zatímco druhá čára S-2 probíhá napříč profilu P křídla a začíná v nejvyšším bodu P-5, kde je tangenta T-l horní okrajové části P-2 rovnoběžná se směrem přicházejícího proudu vzduchu. Alternativně může mít příčná hraniční čára šrafované části P' poněkud jinou konfiguraci a/nebo orientaci než čára S-2; ačkoli začíná ve všech případech v nejvyšším bodě P-5, může být například přímá a skloněná nebo konkávně či konvexně zakřivená, jak je znázorněno příslušnými čárkovanými čarami S-2', S-2, S-2' na obr. 6, pokud úhel mezi tangentou T-l a jakoukoli čarou v nejvyšším bodě P-5 nepřekročí hodnotu 90°.

Jak bude nyní zřejmé, znázorněné profily P křídla prstenců 3, znázorněné na obr. 1A a ID, jsou v podstatě stejné jako profil s vyšrafovanou částí P^f, ohraničený pevnými čarami a čárkovaně, viz obr. 6, přičemž vnitřní plocha 13 každého prstence 3 odpovídá části oblasti plochy profilu P křídla, odpovídající čarám, označujícím části P-l/P-2 mezi body P-4 a P-5, a přičemž spodní plochy 14 (nebo 14714'714') a vnější obvodové plochy 15 každého prstence 3 odpovídají oblastem, představovaným hraničními čarami S-2 (nebo S-2'/S-2/S-2') nebo S-l. Je však zřejmé, že tvar oblasti přední plochy profilu P křídla je poněkud složitější, a zatímco může být ideální konfigurací pro vnitřní plochu 13 prstence 3, můžou vyvstat při obrábění nebo tváření prstenců 3 různé technologické obtíže, které je možno odstranit zjednodušením tvarů. Pouze jako příklad se uvádí zjednodušení provedení vnitřní plochy 13, která může mít elipsovité, hyperbolické nebo parabolické zakřivení, přičemž tangenta T-2 spodní plochy 14 (nebo 14714'714') v obvodové hraně 14a je orientována tak, aby svírala s částí vnitřní plochy 13 v obvodové hraně 14a (a proto s osou prstence 3) úhel a, který nepřekročí hodnotu 90°, přičemž jednoduchá rovinná vnější obvodová plocha 15 se protne s vnitřní plochou 13 v ostré horní hraně 13a. Dále je výhodné, když je zakřivení vnitřní plochy 13 každého prstence 3 takové, že tangenta T-2 je rovnoběžná se směrem proudění a osou kuželové konstrukce 2, ačkoli taková orientace napomáhá ke vzniku alespoň interference s přicházejícím proudem plynu na ostré obvodové hraně 14a.

Podle ještě další alternativy může být v přední části profilu P křídla, jak je znázorněno na obr. 7, vytvořena příčně šrafovaná část P. která je ohraničena na jedné straně přední okrajovou částí P1 a příslušnými částmi horní okrajové části P-2 a spodní okrajové části P-3, které na ni navazují, a na druhé straně příčnou čarou S-3. vycházející z nejvyššího bodu P-5 na horní okrajové části P-2 a probíhající pod úhlem 90° k tangentě T-l k spodní okrajové části P-3. Stejně jako předtím může být ovšem, při zachování stejného úhlového omezení, příčná hranice vytvořena přímou šikmou čarou nebo konkávně či konvexně zakřivenými čárkovanými čarami S-3'. S-3 a S-3'. Odpovídající profily prstence 3 jsou znázorněny na obr. 1E, přičemž je vidět, že vnější obvodová plocha 15 navazuje na vnitřní plochu 13 v horní hraně 13a prstence 3 zakřivenou částí 15a.

- 10CZ 284499 B6

Jak je znázorněno na obr. 1F, je každý prstenec 3 kuželové hlavní části 2a kuželové konstrukce 2 charakterizován svojí axiální výškou, neboli tloušťkou t, a svojí radiální šířkou w (což je rozdíl mezi jeho vnitřním a vnějším průměrem), přičemž různé prstence 3 jsou umístěi. tak, že rovina ostré hrany jakéhokoli předchozího prstence 3 (bráno ve směru proudění) je vzdálená ve směru osy kuželové konstrukce 2 od roviny nejvyšší neboli horní části nejbližšího sousedního prstence 3, bráno ve směru proudění, o axiální výšku h mezery mezi těmito sousedními prstenci 3. Pro účinnou funkci zařízení musí existovat správné vztahy mezi těmito fyzikálními parametry, tedy šířkou w, tloušťkou t a výškou h, a dále vnitřními průměry největšího a nejmenšího prstence 3a, 3b kuželové hlavní části 2a (které jsou měřeny na příslušných ostrých obvodových hranách 14a těchto prstenců 3a, 3b a jsou označeny jako maximální průměr Dm_ax a minimální průměr Dmín), a dále axiální výškou H kuželové hlavní části 2a (měřené od roviny obvodové hrany 14a, to jest spodku největšího prstence 3 a, křovině obvodoxe hrany 14a, to jest spodku nejmenšího prstence 3b), a dále radiální vzdáleností neboli přesazením δ mezi ostrou hranou jednoho prstence 3 a ostrou hranou sousedního prstence 3, přičemž výhodné poměry jsou uvedeny v následující tabulce:

0,5	<	w/t	<	2	(1)
0,7	<	h/t	<	3	(2)
10	<	fJmaxT)_mi_n	<	100	(3)
5	<	H/D_max	<	20	(4)
0,02	<	δ/w	<	0,8	(5)

Rozměry prstenců 3 a sestavené kuželové konstrukce 2 se budou v jakémkoli daném případě samozřejmě měnit v závislosti na požadované velikosti zařízení a zamýšleném použití (v závislosti na použité tekutině a částicích, průtoku, velikosti částic, hustotě hmoty částic v tekutině atd.), pro které se musí přizpůsobit. Je však zřejmé, že výběr rozměrů prstenců 3 může být omezen uvažovanými technologickými obtížemi, což může vést k nutnosti výroby buď velmi velkých nebo velmi malých prstenců 3. Praktické rozsahy uvedených rozměrů (v milimetrech) jsou v současné době následující:

10 mm	<	Dmax	<	2000 mm
1 mm	<	D_mín	<	200 mm
50 mm	<	H	<	20 000 mm
1 mm	<	t	<	100 mm
1 mm	<	w	<	100 mm
0,7 mm	<	h	<	300 mm

Funkce zařízení je následující. Při uvažování jakýchkoli dvou sousedních prstenců 3 v kuželové hlavní části 2a kuželové konstrukce 2 při pohledu ve směru 6 proudění, označující proud plynu, je zřejmé, že vnitřní průměr dolního prstence 3 (bráno ve směru proudění) z uvedeného páru prstenců 3 je menší o dvě přesazení 2δ (kde δ je výše uvedené radiální přesazení) než vnitřní průměr horního prstence 3, takže přímka, rovnoběžná s osou kuželové konstrukce 2 a procházející ostrou obvodovou hranou 14a horního prstence 3, protíná vnitřní plochu 13 dolního prstence 3 v místě, umístěném radiálně vně od ostré obvodové hrany 14a tohoto dolního prstence 3. Tato podmínka, která zajišťuje, že existuje překrytí dvou sousedních prstenců 3, a proto, že zde neexistuje přímková dráha mezi těmito prstenci 3, která by probíhala rovnoběžně s osou kuželové konstrukce 2 a otvírala by průchod tekutině v tomto směru, způsobuje, že válcová vnější vrstva proudu plynu, která prošla volně horním prstencem 3, narazí do dolního prstence 3, který jí přehrazuje cestu. Toto „odříznuté“ množství plynu musí uniknout mezerou 16, tvořící průchod mezi dvěma sousedními prstenci 3, jinak by došlo uvnitř kuželové konstrukce 2 ke zvyšování tlaku účinkem dalšího přitékajícího proudu plynu. Protože se kuželová konstrukce 2

-11 CZ 284499 B6 zužuje směrem dolů, unikají v každé úrovni mezerami 16 mezi sousedními prstenci 3 zvnitřku kuželové konstrukce 2 do prostoru la mezi ním a tělesem 1 vnější části proudu plynu.

Když plyn unikal do tohoto prostoru la, pokračuje následně v podstatě ve stejném směru jako plyn uvnitř kuželové konstrukce 2, to jest směrem k výstupní zahnuté části 11 tělesa 1, a vede se popřípadě do dalšího místa určení výstupním otvorem tělesa 1 ven. Vzhledem ktomu, že kuželový tvar kuželové konstrukce 2, sestavené z prstenců 3, vytváří určitý přídavný odpor pro plyn, proudící uvnitř tělesa 1, ve srovnání s odporem pro proud plynu, existujícím v prázdném tělese 1, existuje mezi prostorem uvnitř kuželové konstrukce 2 (ve kterém je poněkud vyšší tlak), a obklopujícím prostorem la vně kuželové konstrukce 2 (ve kterém je poněkud nižší tlak), určitý tlakový rozdíl. Díky velikosti mezer 16 mezi prstenci 3, to jest protože celková plocha otevřených mezer 16 mezi prstenci 3 kuželové konstrukce 2 je podstatně větší než plocha příčného průřezu tělesa 1, je tento tlakový rozdíl relativně nevýznamný, nicméně je příčinou unikání plynu těmito mezerami 16 mezi prstenci 3.

Ačkoli není snahou podat jakékoli zvláštní teoretické vysvětlení toho, co se děje uvnitř kuželové konstrukce 2 a jak proudí plyn s pevnými částicemi touto kuželovou konstrukcí 2, je zřejmé, že jak proud plynu naráží na zakřivenou vnitřní plochu 13 prstence 3, sleduje válcová vnější vrstva proudu plynu zakřivení této vnitřní plochy 13 a přichází k její ostré obvodové hraně 14a. Jak již bylo dříve uvedeno, musí tato vnější vrstva proudu plynu uniknout nejbližší mezerou 16. Aby k tomu došlo, musí se tato vrstva plynu pohybovat kolem ostré obvodové hrany 14a, takže náhle přeruší svoje proudění podél zakřivené vnitřní plochy 13. Směr pohybu plynu ve válcové vnější vrstvě se tak změní ze směru 6 proudění dolů na radiální směr proudění mezerou 16. Tento nelineární pohyb plynu kolem ostré obvodové hrany 14a způsobí vznik lokálních sil nebo lokálních tlakových rozdílů, působících na pevné částice, pohybující se s proudem plynu. U každého prstence 3 v každé úrovni směřují tyto síly k ose kuželové konstrukce 2, čímž spíše odhazují částice zpět do hlavního proudu plynu, místo aby jim umožnily uniknout s plynem, unikajícím mezerami 16.

Dalším způsobem, jak vidět následky náhlého přerušení proudu plynu na ostré obvodové hraně 14a, je předpoklad, že toto přerušení způsobí vytváření vírů v proudu plynu. Výsledkem těchto vířivých proudů u radiálně vnitřních hranic mezer 16 je vznik plynulé pružné vrstvy plynu podél imaginární kuželové tangenty k zakřivené vnitřní ploše 13 prstence 3, takže pevné částice v oblasti této plynulé pružné vrstvy plynu v kuželové konstrukci 2 se odrážejí od vnitřních ploch 13 prstenců 3 a současně jsou vrhány do centrální části proudu plynu. Zatímco tedy takto vytvořené proudy plynu na vnitřních plochách 13 prstenců 3 chrání tyto prstence 3 před opotřebením, pevné částice se centrálně koncentrují při svém průchodu kuželovou konstrukcí 2, což vede k jejich následnému vyvedení do výsypky 8 trubkou 7. Na rozdíl od toho část proudu plynu, která byla zbavena pevných částic, vrhaných do středu kuželové konstrukce 2, vstoupila do mezer 16 mezi prstenci 3, načež opouští kuželovou konstrukci 2 a vstupuje do okolního prostoru la v tělese 1_, z něhož vystupuje koncovou zahnutou částí 11.

Zařízení podle vynálezu umožňuje dosahování vysoké účinnosti (do rozsahu alespoň 95 %) čištění plynu, sestávajícího z několika komponent, které je dosahováno v širokém rozsahu rychlostí proudění plynu, včetně vysokých rychlostí proudění až do 100 m/s, což dává vysoký průtok, a s nízkým odporem pro proudění plynu, kterýžto výsledek v praxi není závislý na frakčním složení pevných částic v proudu plynu v celém rozsahu velikostí částic od velikostí menších než 1 mikrometr až po 1000 mikrometrů. Navíc zařízení podle vynálezu neobsahuje žádné pohyblivé součásti, po delší době provozu vykazuje bud’ malé nebo vůbec žádné opotřebení, vyžaduje minimální údržbu a má relativně menší hmotnost a je kompaktnější ve srovnání s existujícími zařízeními na odlučování prachu s podobným průtokem plynu.

Vzhledem ke konstrukci zařízení podle vynálezu jsou vstupní rychlost V| a výstupní rychlost v? na vstupním a výstupním konci (obr. 1) tělesa 1 v podstatě identické, zatímco plynem způsobená

- 12CZ 284499 B6 rychlost V3 koncentrovaných pevných částic na výstupním konci kuželové konstrukce 2 se může měnit z hodnoty, rovnající se v podstatě vstupní rychlosti Ví a výstupní rychlosti V2, až do hodnot, které jsou podstatně menší než rychlosti vi a V2. To závisí na detailech konstrukce zařízení, včetně velikosti a uspořádání výsypky 8. Část, ve skutečnosti méně než 1 %, původního proudu plynu, proudícího do tělesa 1, vstupuje do výsypky 8 spolu s koncentrovaným proudem částic, avšak tato část plynu se potom oddělí od částic, když se tyto částice usadí na dně výsypky 8, a odvádí se z výsypky 8 odvzdušňovací trubkou 12 nebo jakýmkoli vhodným odsávacím čerpadlem a podobně.

Pro další snížení množství části plynu, dostávajícího se do výsypky 8 trubkou 7, se u druhého provedení zařízení podle vynálezu upraví ve směru proudění za prstencem 3b s nejmenším průměrem kuželové hlavní části 2a kuželové konstrukce 2 (viz obr. 2) válcová pomocná část 2b, sestavená z přídavných prstenců 17, které mají stejný vnitřní průměr a stejnou plochu a konfiguraci příčného průřezu jako prstenec 3b s nejmenším průměrem, a jsou upevněny v požadované poloze rámovými členy, například sloupy nebo podpěrami 3e (obr. 2A), které tvoří prodloužení, způsobem vyloženě neznázorněným, v určitém úhlu k podpěrám 3c, náležejícím kuželové hlavní části 2a kuželové konstrukce 2. Účelem těchto přídavných prstenců 17 je zpomalit proudění části plynu, obsahujícího koncentrované pevné částice (protože v oblasti válcové pomocné části 2b se již kuželová konstrukce 2 dále nezužuje), čímž dochází ke zvyšování koncentrace pevných částic v části proudu, pohybujícího se do výsypky 8.

Jak již bylo dříve uvedeno, existuje mezi vnitřkem kuželové konstrukce 2 a vnějším prostorem la určitý tlakový rozdíl. Tento tlakový rozdíl bude rovněž existovat mezi vnitřkem válcové pomocné části 2b v oblasti přídavných prstenců 17 shodného průměru a vnějším prostorem J_a. V důsledku tohoto tlakového rozdílu uniká plyn z vnitřku válcové pomocné části 2b do okolního prostoru la v tělese 1 otvory mezi přídavnými prstenci 17 stejného průměru, a to stejným způsobem, jak bylo popsáno v případě prstenců 3 kuželové hlavní části 2a. Vzhledem k přítomnosti přídavných prstenců 17 shodného průměru se však objem proudu plynu již dále nezmenšuje s tím, jak se plyn pohybuje válcovou pomocnou částí 2b, protože prostor pro proud plynu se nemění (na rozdíl od případu kuželové hlavní části 2a). Tím dojde k tomu, že rychlost proudu plynu se s pohybem plynu válcovou pomocnou částí 2b musí snížit. Počet přídavných prstenců 17 by měl být tedy zvolen tak, že axiální výška válcové pomocné části 2b není větší než výška H kuželové hlavní části 2a, a že rychlost v₄ proudění na konci oblasti, vytvořené z přídavných prstenců 17 stejného průměru, je podstatně nižší než rychlost v₄ proudění na konci kuželové hlavní části 2a, nebo se blíží těsně knule, přičemž účinnost čištění zůstává stále přijatelně vysoká. To umožňuje odvádění plynu z výsypky 8 bez odvzdušňovací trubky, a rovněž umožňuje snížení velikosti výsypky 8. Účinnost čištění se však samozřejmě sníží o určitou hodnotu, zřejmě o 1 až 3 %, v závislosti na délce válcové pomocné části 2b kuželové konstrukce 2. Mírné snížení účinnosti čištění musí být spojováno s faktem, že při velmi malých rychlostech se účinek zachycování částic přídavnými prstenci 17 sníží, čímž se umožní uniknutí malé části koncentrovaných pevných částic s plynem, unikajícím mezerami 16 mezi přídavnými prstenci 17. To je však zase vykompenzováno výhodou použití menší výsypky 8 bez odvzdušňovací trubky.

Stejného výsledku lze dosáhnout v zařízení podle třetího provedení podle vynálezu, ve kterém je ve směru proudění za prstencem 3b s nejmenším průměrem kuželové hlavní části 2a upravena pomocná obrácená kuželová část 2c. sestávající z přídavných prstenců 18 s postupně se zvětšujícími vnitřními průměry (obr. 3), přičemž přídavné prstence 18 jsou upevněny v potřebné poloze pomocí podpěr 3f (obr. 3A), podobných podpěrám 3c, avšak skloněných v opačném směru vůči ose kuželové konstrukce 2. U tohoto třetího provedení zařízení podle vynálezu se dosáhne optimálních podmínek pro odstraňování prachu do výsypky 8 tehdy, když kuželová hlavní část 2a a pomocná obrácená kuželová část 2c mají stejný úhel sklonu, přičemž výška pomocné obrácené kuželové části 2c není větší než výška kuželové hlavní části 2a.

- 13CZ 284499 B6

Podle čtvrtého provedení zařízení podle vynálezu je kuželová hlavní část 2a opatřena jednak pomocnou obrácenou kuželovou částí 2c, vytvořenou z přídavných prstenců 18 s postupně se zvětšujícími vnitřními průměry, stejně jako u třetího provedení podle vynálezu, v kombinaci s válcovou pomocnou částí 2b, sestavenou z přídavných prstenců 17 stejného průměru, který je stejný jako vnitřní průměr prstence 3b s nejmenším průměrem kuželové hlavní části 2a (obr. 4), a uspořádanou podobně jako u druhého provedení podle vynálezu, přičemž přídavné prstence 18 se zvětšujícími se vnitřními průměry jsou v tomto případě upraveny za válcovou pomocnou částí 2b. Tři sady prstenců 3, 17 a 18 jsou upevněny v potřebných polohách pomocí příslušných sad podpěr 3c. 3e, 3f (obr. 4A), přičemž výška sestavy dvou pomocných částí 2b a 2c není větší než výška kuželové hlavní části 2a. Toto uspořádání umožňuje co nejvíce zefektivnit vlastnosti použitých pomocných částí, to jest válcové pomocné části 2b a pomocné obrácené kuželové části 2c.

Podle pátého provedení zařízení podle vynálezu se předpokládá, že kuželová konstrukce 2 (ať už vytvořená pouze z kuželové hlavní části 2a nebo z její kombinace buď s jednou nebo oběma pomocnými částmi 2b a 2c) podle jakéhokoliv provedení výše popsaného může být provedena ve formě spirály (obr. 5). U této kuželové konstrukce 2 by mohla být rozteč závitů 19 spirály relativně malá a pásek spirály by mohl mít zaoblenou vnitřní plochu 13 stejně jako pro každý závit 19 horní hranu 13a, odtokovou neboli spodní plochu 14, ostrou obvodovou hranu 14a ve spoji vnitřní plochy 13 a spodní plochy 14, a konečně vnější plochu 15. Každý jednotlivý závit 19 představuje ekvivalent jednoho z prstenců 3 kuželové hlavní části 2a jiných provedení (a ovšem i přídavných prstenců 17 a/nebo 18). Tím je usnadněna výroba kuželové konstrukce 2 a umožněna její automatizace. Jak je znázorněno na obr. 5A, umožňuje provedení spirálové kuželové konstrukce 2 z jednoho kusu vynechání podpěr, ačkoli je možno tyto podpěry samozřejmě v případě potřeby použít, například pro zabránění ohybu nebo zkroucení kuželové konstrukce 2. Protože kuželová konstrukce 2, znázorněná na obr. 5, má pouze kuželovou hlavní část 2a, je výsypka 8 opatřena odvzdušňovací trubkou 12 (nebo vhodným odsávacím čerpadlem a podobně) ze stejných důvodů, popsaných výše ve spojení s prvním provedením podle obr. 1.

Pro zvýšení kapacity průtoku mohou být modulovým způsobem zapojena paralelně dvě nebo i více zařízení podle vynálezu. Podobně je možno zvýšit účinnost čištění zapojením dvou nebo více zařízení podle vynálezu modulovým způsobem v sérii.

Jak vyplývá z obr. 1 a la, je kuželová hlavní část 2a kuželové konstrukce 2 tvořena kuželem s přímými stranami. Jinými slovy, geometrické místo ostrých obvodových hran 14a různých prstenců 3 je plochou, kde dochází k obrácení přímé čáry, procházející šikmo k ose kuželové konstrukce 2. Do základní myšlenky vynálezu však patří, že geometrické místo obvodových hran 14a může být rovněž plochou obrácení zakřivené čáry (viz obr. IC) kolem osy kuželové konstrukce 2. Termín „kuželová konstrukce“ zde označuje jak uspořádání kužele s přímými čarami, tak i zakřivenými čarami.

Je zřejmé, že vysoká účinnost zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že odlučování částic z tekutiny se provádí v podstatě aerodynamicky, to jest působením rozdílů tlaků tekutiny, působících na částice, a působících destrukčně buď malým nebo žádným účinkem na plochy prstenců 3 a minimalizováním jakýchkoli mechanických působení, jako jsou nárazy částic a jejich vychylování plochami prstenců 3, což by mohlo plochy prstenců 3 poškozovat.

Vlastnosti a výhody vynálezu vyplynou blíže z následujících nijak neomezujících příkladů praktického použití při testování.

- 14CZ 284499 B6

Příklad 1

Největší prstenec 3a kuželové konstrukce 2 zařízení podle vynálezu, znázorněného na obr. 1, měl vnitřní průměr 200 mm a vnitřní průměr nejmenšího prstence 3b byl 20 mm. Všechny prstence 3 měly tutéž stejnou tloušťku t 5 mm a radiální šířku w rovněž 5 mm. Odtoková neboli spodní plocha 14 každého horního prstence 3 byla vodorovná a rovinná a byla od horní části sousedního dolního prstence 3 vzdálená 5 mm. Axiální výška H kuželové konstrukce 2 byla 2000 mm. Vstupní rychlost vi proudu plynů, obsahujícího prach, přiváděného do zařízení, se měnila od 15 m/s do 90 m/s při různých testováních, a koncentrace prachu se měnila od 1 do 10 g/m³. Prach měl následující frakční složení:

od 1000 do 50 pm 50 % od 50 do 1 pm 45 % méně než 1 pm 5 %

Hodnota statistické gravimetrické účinnosti čištění, založená na výsledcích deseti měření, byla 95 %, s odhadovanou kumulační chybou ze všech zdrojů ± 1 %. Tato účinnost čištění se v podstatě neměnila v označeném rozsahu rychlostí proudění a hustot prachu. Dále frakční složení prachu, shromážděného v výsypce 8, bylo analyzováno a výsledky těchto měření udávají, v rámci přesnosti způsobu analýzy, že frakční složení prachu ve výsypce 8 bylo v podstatě stejné jako u přiváděného prachu. To dokazuje, že zařízení v podstatě neovlivňuje frakční složení prachu ve vyčištěné části tekutiny.

Příklad 2

V tomto případě byla zapojena dvě zařízení z příkladu 1 v sérii za sebou. Počáteční rychlosti proudění plynu, obsahujícího prach, počáteční koncentrace prachu a frakční složení prachu v různých testováních bylo stejné jako v příkladu 1.

Hodnota statistické účinnosti čištění, založená na výsledcích měření, byla 99 % ± 1 %. Stejně jako v předcházejícím příkladu bylo zjištěno, že frakční složení shromážděného prachu bylo v podstatě stejné jako u vstupujícího prachu na vstupním konci prvního z modulů, zapojených za sebou v sérii.

Průmyslová využitelnost

Principiální oblastí využití zařízení podle vynálezu je čištění vzduchu a plynů u vytápěcích a průmyslových systémů odstraňováním pevných částic z těchto plynů.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Zařízení pro odlučování částic z tekutiny, obsahující několik komponent, s výhodou pro čištění plynu od pevných částic, vyznačující se tím, že sestává z kuželové konstrukce (2) tvaru komolého kužele, jejíž osa (6) se rozkládá ve směru proudění odlučované tekutiny, a která má kuželovou hlavní část (2a) tvořenou koaxiálně uspořádanými prstenci (3), uspořádanými v odstupech od sebe v axiálním směru uvedené kuželové konstrukce

- 15CZ 284499 B6 (2), jejichž vnitřní průměry, viděno ve směru osy, se postupně zmenšují, přičemž prstenec (3a) s největším vnitřním průměrem je uspořádán na vstupním konci kuželové hlavní části (2a) kuželové konstrukce (2), a prstenec (3b) s nejmenším vnitřním průměrem je uspořádán na výstupním konci kuželové hlavní části (2a) kuželové konstrukce (2), a každý z uvedených prstenců (3) má (a) nej vyšší oblast (13a), (b) nejnižší oblast (14a), (c) vnitřní.plochu (13), která (i) je konvexně zakřivená v radiálním příčném řezu, vedeném osou kuželové konstrukce (2), a (ii) rozkládá se z nejvyššího konce (13a) uvedené nejvyšší oblastí k nejnižšímu konci (14a) uvedené nejnižší oblasti tohoto prstence (3), a (iii) je obrácená částečně proti a částečně napříč směru osy kuželové konstrukce od vstupního konce k výstupnímu konci, (d) spodní plochu (14), a (e) vnější plochu (15), (f) přičemž spodní plocha (14) (i) se rozkládá od nejnižšího konce (14a) vnitřní plochy (13) k vnější ploše (15), a (ii) je obrácená v podstatě ve směru osy kuželové konstrukce od vstupního konce k výstupnímu konci, a (iii) tvoří s vnitřní plochou (13) v jejich spoji ostrou hranu (14a), rozkládající se po obvodu prstence (3) a tvořící uvedený vnitřní průměr (D) prstence (3), a která je umístěna v kuželové konstrukci (2) tak, že přímka, rovnoběžná s osou (6) kuželové konstrukce (2) a protínající uvedenou ostrou hranu daného prstence (3), protíná uvedenou vnitřní plochu (13) nejbližšího sousedního, ve směru k výstupnímu konci dalšího prstence (3) radiálně vně od ostré hrany tohoto dalšího prstence (3), (g) přičemž vnější plocha (15) se rozkládá od spodní plochy (14) knejvyššímu konci (13a) vnitřní plochy (13), a (h) orientace spodní plochy (14) je taková, že její tangenta v místě spoje s vnitřní plochou (13) svírá úhel nejvýše 90° s osou (6) kuželové konstrukce (2).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní plocha (13) každého prstence (3) je zakřivena tak, že její tangenta ve spoji se spodní plochou (14) téhož prstence (3) je rovnoběžná s osou kuželové konstrukce (2).

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že každý z prstenců (3) má radiální šířku, měřenou kolmo k ose kuželové konstrukce (2) mezi místem ostré hrany a místem spoje spodní plochy (14) s vnější plochou (15) tohoto prstence (3), dále axiální tloušťku, měřenou rovnoběžně s osou kuželové konstrukce (2) mezi rovinou ostré hrany a rovinou nejvyšší oblasti tohoto prstence (3),

- 16CZ 284499 B6 přičemž kuželová hlavní část (2a) má axiální výšku, měřenou rovnoběžně sosou kuželové konstrukce (2) od roviny ostré hrany prstence (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a) k rovině ostré hrany prstence (3a) s největším průměrem, a prstence (3) jsou uspořádány tak, že mezi každým horním prstencem (3) a sousedním dolním prstencem (3), bráno ve směru osy kuželové hlavní části (2a), je vytvořena mezera (16), která má axiální výšku, měřenou rovnoběžně s osou kuželové konstrukce (2) od roviny nejvyšší oblasti uvedeného dolního prstence (3) k rovině ostré hrany uvedeného horního prstence (3), a rozměry prstenců (3), mezer (16) a kuželové hlavní části (2a) kuželové konstrukce (2) splňují

následující vztahy 0,5 < w/t < 2 0,7 < h/t < 3 10 < D_max/D_mj_n < 100 5 < H/D,_nax < 20 0,02 < δ/w < 0,8

kde wje radiální šířka prstence (3), t je axiální tloušťka prstence (3), h je axiální výška mezery (16), H je axiální výška kuželové hlavní části (2a), δ je radiální vzdálenost mezi ostrou hranou jednoho z prstenců (3) a ostrou hranou sousedního prstence (3), D_max je vnitřní průměr prstence (3a) s největším průměrem a D_mj_n je vnitřní průměr prstence (3b) s nejmenším průměrem.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že axiální výška (h) mezery (16) mezi daným horním prstencem (3) a sousedním dolním prstencem (3) se rovná tloušťce (t) tohoto horního prstence (3).

5. Zařízení podle nároku 3, stejnou axiální tloušťku (t).

vyznačující se tím, že všechny prstence (3) mají

6. Zařízení podle nároku 3, stejnou radiální šířku (w).

vyznačující se tím, že všechny prstence (3) mají

7. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se stejnou axiální tloušťku (t) a stejnou radiální šířku (w).

tím, že všechny prstence (3) mají

8. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že axiální tloušťka (t) a radiální šířka (w) všech prstenců (3) a axiální výška (h) všech mezer (16) mezi příslušnými sousedními prstenci (3) se vzájemně rovnají.

9. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ve směru osy za prstencem (3b) s nejmenším průměrem je upravena válcová pomocná část (2b), sestávající z alespoň dvou přídavných prstenců (17), jejichž vnitřní průměry se rovnají vnitřnímu průměru prstence (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a).

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že na kuželové konstrukci (2) je ve směru osy za posledním přídavným prstencem (17) z přídavných prstenců (17) se stejným vnitřním průměrem válcové pomocné části (2b) uspořádána pomocná obrácená kuželová část (2c), sestávající z alespoň dvou dalších přídavných prstenců (18) s postupně se zvětšujícími vnitřními průměry.

11. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ve směru osy je na kuželové konstrukci (2) za prstencem (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a)

- 17CZ 284499 B6 uspořádána pomocná obrácená kuželová část (2c), sestávající z alespoň dvou přídavných prstenců (18) s postupně se zvětšujícími vnitřními průměry.

12. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že kuželová konstrukce (2) je jednotkou z jednoho kusu ve formě spirálovitě svinutého pásku, tvořícího závity (19) s postupně se zmenšujícími vnitřními průměry, přičemž každý závit (19) spirálovitě svinutého pásku představuje příslušný prstenec kuželové konstrukce (2) a má předepsanou plochu a tvar průřezu.

13. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále sestává z tělesa (1), které má vstupní konec a výstupní konec, přičemž kuželová konstrukce (2) je upevněna v tomto tělese (1) tak, že prstenec (3a) s největším průměrem kuželové hlavní části (2a) je umístěn u vstupního konce a je obvodově utěsněné připojen k vnitřní ploše tělesa (1), která jej obklopuje, a přičemž vstupní konec tělesa (1) je spojen s vnitřkem kuželové hlavní části (2a) kuželové konstrukce (2) uvedeným prstencem (3a) s největším průměrem pro umožnění vstupu tekutiny, určené k odloučení, do kuželové hlavní části (2a), a výstupní konec tělesa (1) tvoří výstupní dráhu zčásti vnitřního prostoru (la) tělesa (1), který obklopuje kuželovou konstrukci (2), pro umožnění vyčištěné části tekutiny, která vystoupila z kuželové konstrukce (2) mezerami (16) mezi prstenci (3), opuštění uvedeného vnitřního prostoru (la) tělesa (1), a dále zvýsypky (8), opatřené vstupní trubkou, zasahující do tělesa (1) a spojenou s vnitřkem kuželové konstrukce (2) posledním z jejích prstenců (3), vzdáleném od prstence (3a) s největším průměrem, přičemž vstupní trubka slouží k výstupu částic, odloučených z čištěné tekutiny a koncentrovaných uvedenou kuželovou konstrukcí (2) se zbytky nevyčištěné tekutiny z kuželové konstrukce (2) do uvedené výsypky (8) pro shromažďování částic ve výsypce (8).

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že každý z prstenců (3) má radiální šířku (W), měřenou kolmo k ose kuželové konstrukce (2) mezi místem ostré hrany a místem spoje spodní plochy (14) s vnější plochou (15) tohoto prstence (3), dále axiální tloušťku (t), měřenou rovnoběžně s osou kuželové konstrukce (2) mezi rovinou ostré hrany a rovinou nejvyšší oblasti tohoto prstence (3), přičemž kuželová hlavní část (2a) má axiální výšku (H), měřenou rovnoběžně s osou kuželové konstrukce (2) od roviny ostré hrany prstence (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a) k rovině ostré hrany prstence (3a) s největším průměrem, a prstence (3) jsou uspořádány tak, že mezi každým horním prstencem (3) a sousedním dolním prstencem (3), bráno ve směru osy kuželové hlavní části (2a), je vytvořena mezera (16), která má axiální výšku (h), měřenou rovnoběžně s osou kuželové konstrukce (2) od roviny nejvyšší oblasti uvedeného dolního prstence (3) k rovině ostré hrany uvedeného horního prstence (3), a rozměry prstenců (3), mezer (16) a kuželové hlavní části (2a) kuželové konstrukce (2) splňují následující vztahy

0,5 < w/t < 2 0,7 < h/t < 3 10 < Dmax/D_min < 100 5 < H/D_max < 20 0,02 < δ/w < 0,8

kde w je radiální šířka prstence (3), t je axiální tloušťka prstence (3), h je axiální výška mezery (16), H je axiální výška kuželové hlavní části (2a), δ je radiální vzdálenost mezi ostrou hranou

- 18CZ 284499 B6 jednoho z prstenců (3) a ostrou hranou sousedního prstence (3), D_max je vnitřní průměr prstence (3a) s největším průměrem a D_mi_n je vnitřní průměr prstence (3b) s nejmenším průměrem.

15. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že prstenec (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a) je uvedeným posledním prstencem kuželové konstrukce (2), přičemž výsypka (8) je dále opatřena prostředkem pro odvzdušnění svého vnitřku pro umožnění odsávání tekutiny, z níž se odloučily částice a usadily ve výsypce (8), a pro zabránění vytvoření zpětného tlaku ve výsypce (8).

16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tí m , že prostředek pro odvzdušnění je tvořen odvzdušňovací trubkou (12), zasahující do tělesa (1) a spojenou s vnitřním prostorem (la), obklopujícím kuželovou konstrukci (2).

17. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že ve směru osy za prstencem (3b) s nejmenším průměrem je na kuželové konstrukci (2) upravena válcová pomocná část (2b), sestávající z alespoň dvou přídavných prstenců (17), jejichž vnitřní průměry se rovnají vnitřnímu průměru prstence (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a), přičemž vstupní trubka výsypky (8) je spojena s válcovou pomocnou částí (2b) kuželové konstrukce (2) vmiste jejího posledního prstence (3), který je vzdálen od prstence (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a).

18. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že ve směru osy za posledním z přídavných prstenců (17) válcové pomocné části (2b), které mají stejné průměry, je za kuželovou konstrukcí (2) upravena pomocná obrácená kuželová část (2c), sestávající z alespoň dvou dalších prstenců (18), jejichž vnitřní průměry se postupně zvětšují, přičemž vstupní trubka výsypky (8) je spojena s pomocnou obrácenou kuželovou částí (2c) kuželové konstrukce (2) v místě prstence (3a) s největším vnitřním průměrem této pomocné obrácené kuželové části (2c).

19. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že ve směru osy za prstencem (3b) s nejmenším průměrem kuželové hlavní části (2a) je na kuželové konstrukci (2) upravena pomocná obrácená kuželová část (2c), sestávající z alespoň dvou přídavných prstenců (18), které mají postupně se zvětšující vnitřní průměry, přičemž vstupní trubka výsypky (8) je spojena s pomocnou obrácenou kuželovou částí (2c) kuželové konstrukce (2) v místě prstence (3a) s největším vnitřním průměrem této pomocné obrácené kuželové části (2c).

20. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že kuželová konstrukce (2) je jednotkou z jednoho kusu ve formě spirálovitě svinutého pásku, tvořícího závity (19) s postupně se zmenšujícími vnitřními průměry, přičemž každý závit (19) spirálovitě svinutého pásku tvoří příslušný prstenec kuželové konstrukce (2) a má předepsanou plochu a tvar průřezu, přičemž vstupní trubka výsypky (8) je spojena s kuželovou konstrukcí (2) v místě posledního závitu (19) spirálovitě svinutého pásku, vzdáleného od jejího největšího závitu (19).