RU2244585C1 - Cross-flow rotary dust trap - Google Patents

Abstract

FIELD: production of devices for dry purification of air and gases from particles of a dust.

SUBSTANCE: the invention is intended for a dry purification of air and gases from particles of a dust including the waste air in the systems of an aspiration of grain cleaners, and also for creation of an additional air stream in pneumatic systems of grain cleaners, aggregates and complexes of postharvest treatment of grains. The cross-flow rotary dust trap contains: a body; an installed in it twirled rotor made in the form of a wheel with flat blades forming channels for movement of air and supplied on the lateral sides with solid disks; an inlet and outlet branch-pipes mounted on the body opposite to each other and conjugated through channels of the rotor; a dust pocket. The flat blades of the rotor are made with a dog-leg longwise and an angle of installation of the blades on the internal diameter of the of rotor is β=90° ± 5°. Due to that it ensures a continuous traffic of an air stream running through a passage of the rotor, reduced pressure losses, increased the aerodynamic efficiency of the dust trap at preservation of a dust-catching efficiency.

EFFECT: the invention ensures a continuous traffic of air stream running through a passage of the rotor, reduced pressure losses, increased aerodynamic efficiency of the dust trap at preservation of a dust-catching efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сухой очистки воздуха и газов от частиц пыли, в частности для очистки отработанного воздуха в системах аспирации зерноочистительных машин, а также для создания дополнительного воздушного потока в пневмосистемах зерноочистительных машин, агрегатов и комплексов послеуборочной обработки зерна.The invention relates to a device for dry cleaning of air and gases from dust particles, in particular for cleaning exhaust air in aspiration systems of grain cleaning machines, as well as to create additional air flow in the pneumatic systems of grain cleaning machines, units and complexes for post-harvest grain processing.

Известен инерционный пылеотделитель, содержащий вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха от периферии к центру, корпус, входной и выходной патрубки, пылесборник (заявка 93008994 RU, МКИ⁶ В 01 D 45/14. Инерционный пылеотделитель / Лельков В.Г., Терещенко Г.В. (RU). Заявлено 16.02.93. Опубл. БИ №28, 10.10.95).Known inertial dust separator containing a rotating rotor made in the form of a wheel with blades forming channels for moving air from the periphery to the center, housing, inlet and outlet nozzles, dust collector (application 93008994 RU, MKI ⁶ V 01 D 45/14. Inertial dust separator / Lelkov V.G., Tereshchenko G.V. (RU). Declared 02.16.93. Publ. BI No. 28, 10.10.95).

Недостатком пылеуловителя является высокий удельный расход энергии на очистку воздуха вследствие преодоления дополнительного сопротивления, возникающего при вращении ротора и при повороте потока воздуха на 90° в центральной части ротора. Помимо этого в каналах ротора по его ширине возникает неравномерное распределение скоростей воздуха, характерное для центробежных машин (при удалении от рабочего колеса вентилятора скорость воздуха уменьшается), что снижает эффективность пылеулавливания.The disadvantage of the dust collector is the high specific energy consumption for air purification due to overcoming the additional resistance that occurs when the rotor rotates and when the air flow rotates 90 ° in the central part of the rotor. In addition, an uneven distribution of air velocities characteristic of centrifugal machines occurs in the rotor channels along its width (when moving away from the fan impeller, the air speed decreases), which reduces the efficiency of dust collection.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности признаков к предлагаемому решению является поперечно-поточный ротационный пылеуловитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник (патент РФ №2122462, МКИ⁶ В 01 D 45/14. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель / Бурков А.И., Андреев В.Л., Казаков В.А. (RU). Заявлено 21.04.97. Опубл. БИ №33, 27.11.98).The closest in technical essence and combination of features to the proposed solution is a cross-flow rotary dust collector containing a housing, a rotating rotor installed in it, made in the form of a wheel with flat blades forming channels for moving air, and provided with solid disks on the sides, input and outlet mounted on the housing opposite each other and communicating with each other through the rotor channels, the dust collector (RF patent №2122462, MKI ⁶ B 01 D 45/14. Cross-flow meter mouth insulating duster / Burkov A., Andreev VL, Kazakov VA (RU). Stated 04/21/97. Publ. BI №33, 27.11.98).

Пылеуловитель работает по принципу диаметрального вентилятора и имеет плоскопараллельный поток воздуха во всей проточной части. От угла α установки плоских лопаток ротора зависит аэродинамический КПД и эффективность работы пылеуловителя. Для повышения аэродинамического КПД или эффективности пылеулавливания плоские лопатки могут устанавливаться под различным углом α к радиус-вектору (например, патент RU 2137529). Это приводит к сужению межлопаточных каналов, резкому повороту потока воздуха от радиального направления, возникновению отрыва потока и вихрей около кромок лопаток при движении его к центру ротора, удару о лопатки при движении от центра и в итоге - к увеличению потерь давления и снижению КПД пылеуловителя.The dust collector works on the principle of a diametrical fan and has a plane-parallel air flow in the entire flow part. The aerodynamic efficiency and the efficiency of the dust collector depend on the angle α of the installation of flat rotor blades. To increase aerodynamic efficiency or dust collection efficiency, flat blades can be installed at different angles α to the radius vector (for example, patent RU 2137529). This leads to a narrowing of the interscapular channels, a sharp turn of the air flow from the radial direction, the separation of the flow and vortices near the edges of the blades when it moves to the center of the rotor, impact on the blades when moving from the center and, as a result, to an increase in pressure loss and lower efficiency of the dust collector.

Задачей изобретения является повышение аэродинамического КПД поперечно-поточного ротационного пылеуловителя при сохранении эффективности пылеулавливания и простоты изготовления лопаток.The objective of the invention is to increase the aerodynamic efficiency of the cross-flow rotary dust collector while maintaining the efficiency of dust collection and ease of manufacture of the blades.

Поставленная задача решена с помощью предлагаемого поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, содержащего корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник, при этом плоские лопатки ротора выполнены с изломом по длине, причем угол установки лопаток на внутреннем диаметре ротора β ₁=90± 5° .The problem is solved using the proposed cross-flow rotary dust collector containing a housing, a rotating rotor mounted therein, made in the form of a wheel with flat blades forming channels for moving air, and provided with solid disks on the sides, the inlet and outlet nozzles mounted on the case opposite each other and communicating with each other through the channels of the rotor, a dust collector, while the flat rotor blades are made with a kink in length, and the angle of installation of the blades on the inside rennem rotor diameter β ₁ = 90 ± 5 °.

Повышение аэродинамического КПД пылеуловителя при сохранении эффективности пылеулавливания достигается за счет создания безотрывного течения потока воздуха во всей проточной части ротора при отклоненных на угол α от радиус-вектора ротора наружных концах лопаток и установленных почти радиально внутренних концах лопаток. При этом сохраняется простота изготовления лопаток, повышается их жесткость и надежность конструкции ротора.Increasing the aerodynamic efficiency of the dust collector while maintaining the dust collection efficiency is achieved by creating an uninterrupted flow of air flow in the entire flow part of the rotor with the outer ends of the blades deviated by an angle α from the radius vector of the rotor and the inner ends of the blades are installed almost radially. At the same time, the simplicity of manufacturing the blades is preserved, their rigidity and reliability of the rotor design are increased.

На фиг.1 изображена схема поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, на фиг.2 - схема установки плоских, с изломом по длине лопаток ротора.In Fig.1 shows a diagram of a cross-flow rotary dust collector, Fig.2 is a diagram of the installation of a flat, with a kink along the length of the rotor blades.

Пылеуловитель содержит корпус 1, вращающийся ротор 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, пылесборник 5 с устройством 6 вывода уловленной пыли.The dust collector comprises a housing 1, a rotating rotor 2, an inlet 3 and an outlet 4 nozzles, a dust collector 5 with a device 6 for capturing dust.

Вращающийся ротор 2 представляет собой колесо (фиг.2) с плоскими лопатками 7, выполненными с изломом по длине и образующими криволинейные каналы 8 для перемещения воздуха в поперечном направлении, и снабжен с боковых сторон сплошными дисками. Лопатки 7 ротора 2 установлены на внутреннем диаметре под углом β ₁=90± 5° . Наружные концы лопаток отогнуты от радиус-вектора ротора на угол α вперед или назад, величина которого зависит от требуемой степени очистки воздуха. Вращающийся ротор 2 (фиг.1) при большой его длине может иметь внутри вал. Входной 3 и выходной 4 патрубки установлены на корпусе 1 напротив друг друга, сообщаются между собой посредством каналов 8 ротора 2, имеют ширину, равную ширине корпуса и пылесборника.Rotating rotor 2 is a wheel (figure 2) with flat blades 7, made with a kink along the length and forming curved channels 8 for moving air in the transverse direction, and is provided with solid disks on the sides. The blades 7 of the rotor 2 are installed on the inner diameter at an angle β ₁ = 90 ± 5 °. The outer ends of the blades are bent from the radius vector of the rotor to an angle α forward or backward, the magnitude of which depends on the required degree of air purification. Rotating rotor 2 (figure 1) with a large length may have a shaft inside. The input 3 and output 4 nozzles are mounted on the housing 1 opposite each other, communicate with each other through the channels 8 of the rotor 2, have a width equal to the width of the housing and the dust collector.

Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель работает следующим образом.Cross-flow rotary dust collector operates as follows.

Запыленный воздух, удаляемый, например, из пневмосистемы зерноочистительной машины, нагнетается во входной патрубок 3, попадает в криволинейные каналы 8 вращающегося ротора 2, проходит по ним сначала в центростремительном направлении, затем - в центробежном и выводится наружу через выходной патрубок 4. При этом частицы пыли, взаимодействуя с отогнутыми наружными концами плоских лопаток 7, отбрасываются за пределы вращающегося ротора 2 центробежными и кориолисовыми силами, попадают в пылесборник 5 и выводятся наружу устройством 6. Для повышения эффективности пылеулавливания наружные концы лопаток устанавливают отогнутыми назад (по ходу вращения ротора), а для снижения энергоемкости процесса - вперед (навстречу вращения ротора).Dusty air, removed, for example, from the pneumatic system of the grain cleaning machine, is pumped into the inlet pipe 3, enters the curved channels 8 of the rotating rotor 2, passes through them first in the centripetal direction, then in the centrifugal direction and is discharged out through the outlet pipe 4. In this case, the particles dust, interacting with the bent outer ends of the flat blades 7, are discarded outside the rotating rotor 2 by centrifugal and Coriolis forces, fall into the dust collector 5 and displayed outside by the device 6. For higher In order to increase the dust collection efficiency, the outer ends of the blades are set bent backward (in the direction of rotation of the rotor), and to reduce the energy consumption of the process, forward (towards the rotation of the rotor).

Наименьшие потери давления при движении потока воздуха во внутренней части ротора обеспечиваются при расположении лопаток вдоль вектора скорости. Это условие выполняется (теоретически - при бесконечном числе лопаток), когда вектор скорости на выходе из межлопаточных каналов в центростремительном направлении и вектор скорости на входе в межлопаточные каналы в центробежном направлении совпадают, т.е. угол β ₁ равен 90° . При конечном (малом) числе лопаток на выходе из межлопаточных каналов в центростремительном направлении вектор потока воздуха не совпадает с плоскостью лопаток, поэтому оптимальный угол β ₁&λτ; 90° , а на выходе в межлопаточные каналы, наоборот, - угол β ₁ должен быть более 90° . Оптимальное значение угла β ₁ при различном числе лопаток и их параметрах (длине, угле установки на наружном диаметре) может быть меньше и больше 90° .The smallest pressure loss during the movement of the air flow in the inner part of the rotor is provided when the blades are located along the velocity vector. This condition is fulfilled (theoretically - with an infinite number of blades) when the velocity vector at the exit from the interscapular channels in the centripetal direction and the velocity vector at the entrance to the interscapular channels in the centrifugal direction coincide, i.e. the angle β ₁ is equal to 90 °. With a finite (small) number of blades at the exit from the interscapular canals in the centripetal direction, the air flow vector does not coincide with the plane of the blades, therefore, the optimal angle β ₁ &λτ; 90 °, and at the exit to the interscapular canals, on the contrary, the angle β ₁ should be more than 90 °. The optimal value of the angle β ₁ with a different number of blades and their parameters (length, installation angle on the outer diameter) can be less than and more than 90 °.

Научными исследованиями и практикой конструирования диаметральных вентиляторов установлено, что оптимальные значения угла β ₁ находятся в пределах от 83 до 97° . При этом с увеличением числа лопаток ротора оптимальное значение β ₁ приближается к 90° .Scientific research and the practice of designing diametrical fans found that the optimal values of the angle β ₁ are in the range from 83 to 97 °. Moreover, with an increase in the number of rotor blades, the optimum value of β ₁ approaches 90 °.

При такой форме и установке лопаток поток воздуха движется по каналам 8 без отрыва и направляется радиально поперек ротора в его внутренней части, что снижает потери давления на удар о лопатки, местные потери и повышает аэродинамический КПД пылеуловителя при сохранении эффективности пылеулавливания и простоты изготовления лопаток.With this shape and installation of the blades, the air flow moves through the channels 8 without separation and is directed radially across the rotor in its inner part, which reduces pressure loss on impact on the blades, local losses and increases the aerodynamic efficiency of the dust collector while maintaining the dust collection efficiency and ease of manufacturing of the blades.

Помимо этого плоские лопатки, выполненные с изломом по длине, имеют большую жесткость, чем прямые, что имеет важное значение для повышения надежности конструкции при большой длине ротора.In addition, flat blades made with a kink along the length have greater rigidity than straight, which is important to increase the reliability of the structure with a large rotor length.

Claims (1)

Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник, отличающийся тем, что плоские лопатки ротора выполнены с изломом по длине, причем угол установки лопаток на внутреннем диаметре ротора β₁=90±5°.Cross-flow rotary dust collector containing a housing, a rotating rotor installed in it, made in the form of a wheel with flat blades forming channels for moving air, and provided on the sides with solid disks, inlet and outlet nozzles mounted on the housing opposite each other and communicating between each other through the channels of the rotor, a dust collector, characterized in that the flat rotor blades are made with a kink in length, and the angle of installation of the blades on the inner diameter of the rotor β ₁ = 90 ± 5 °.

Images