RU2325941C1 - Vortex dust collector with liquid acoustic sprayer - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanics; filtration.

SUBSTANCE: invention relates to devices designed to scrub gas of dust and may be used in pneumatic transport systems, pneumatic cleaning, aspiration. The vortex dust collector has a cylinder case, a dusted gas axial inlet with a swirler, an ejector nozzle, a fairing and a tapered deflector ring. The case upper part accommodates an axial branch pipe to force out a cleaned gas and a periphery secondary flow inlet with the swirler. The dusted gas axial inlet, and the periphery secondary flow inlet accommodate acoustic jets to feed spraying water. The jet has a case with a cup and central core arranged inside it and forming an acoustic oscillation generator, a tapered surface ring coupled to the case and a sprayer. The resonator is made as, at least one spherical space arranged in the central core body, the spherical space being connected via a gauged orifice with a circular slot formed by the cup face surfaces and those of the central core. The central core is arranged so that a fixed motion is allowed along the case axis by means of threaded joint fixed by lock nuts. The proposed invention allows the dust collection higher efficiency.

EFFECT: higher efficiency of dust collection.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки газа от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности в системах пневмотранспорта, пневмоуборки, аспирации.The invention relates to techniques for cleaning gas from dust and can be used in various industries in pneumatic conveying systems, pneumatic cleaning, aspiration.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является вихревой пылеуловитель по RU №2256487, кл. В04С 3/06, содержащий корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы.The closest technical solution to the claimed object is a vortex dust collector according to RU No. 2256487, class. B04C 3/06, comprising a housing, an axial inlet of dusty gas with a swirl and a fairing and a baffle plate, as well as an axial nozzle for discharging purified gas and a peripheral inlet of the secondary stream with a swirl located in the upper part of the housing, the housing is cylindrical and the baffle is conical, wherein the ejection nozzle forms an annular channel with the input wall formed by the conical surfaces of the axial input and the ejection nozzle, respectively, while the cut plane of the ejection nozzle is located above the plane STI cut conical baffle washer.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность пылеулавливания за счет того, что сухое пылеулавливание не способствует коагуляции мелкодисперсных частиц.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of dust collection due to the fact that dry dust collection does not contribute to the coagulation of fine particles.

Технический результат - повышение эффективности пылеулавливания.The technical result is an increase in the efficiency of dust collection.

Это достигается тем, что в вихревом пылеуловителе, содержащем корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы, в нижнем патрубке осевого ввода запыленного газа с завихрителем, обтекателем и отбойной шайбой, а также в верхнем патрубке периферийного ввода вторичного потока с завихрителем установлены акустические форсунки для подачи орошающей жидкости, каждая из которых состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний, состоящий из сопла в виде кольцевой щели и резонатора, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.This is achieved by the fact that in the vortex dust collector containing the housing, the axial inlet of dusty gas with a swirl and an ejection nozzle, a cowl and a breaker washer, as well as an axial nozzle located in the upper part of the housing for outputting purified gas and a peripheral inlet of the secondary stream with a swirl, the housing is made cylindrical, and the baffle plate is conical, while the ejection nozzles form an annular channel with the input wall, formed by the conical surfaces of the axial input and the ejection nozzle, respectively, with Volume of the cut-off plane of the ejection nozzle is located above the cut-off plane of the conical baffle plate, in the lower nozzle of the axial inlet of dusty gas with a swirl, a cowl and a breaker, as well as in the upper nozzle of the peripheral inlet of the secondary flow with a swirler, acoustic nozzles for irrigation fluid supply are installed, each of which consists of a housing with a glass placed inside and a shaft with a conical shoulder forming an acoustic oscillation generator, consisting of a nozzle in the form of an annular gap and a reason ora, a ring with a conical surface associated with the housing, and a spray gun made in the form of an annular cavity bounded by a cylindrical sleeve in which the fluid supply openings are evenly arranged, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity located in the body a central rod coaxially located in the glass, coaxial to the housing, the spherical cavity being connected by a calibrated hole to an annular gap formed by the end planes of the glass and the central rod with one the flanges of the conical surface of the shoulder, and the central rod is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing by means of a threaded connection fixed by locknuts.

На фиг.1 представлен вихревой пылеуловитель, общий вид; на фиг.2 - акустическая форсунка.Figure 1 presents a vortex dust collector, General view; figure 2 - acoustic nozzle.

Вихревой пылеуловитель (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1 с бункером 2, осевой ввод 3 с завихрителем 4, обтекателем 5, отбойной шайбой 6 и эжекционным насадком 7, ввод 8 вторичного потока с завихрителем 9, осевой патрубок 10 для вывода очищенного газа. Эжекционный насадок 7 образует со стенкой ввода 3 кольцевой канал, сообщающийся с полостью корпуса под отбойной шайбой 6, которая может быть выполнена тарельчатой, конической или плоской (на чертеже не показано), а кольцевой канал эжекционного насадка может быть образован цилиндрическими или коническими поверхностями соответственно осевого ввода 3 и эжекционного насадка 7, при этом плоскость среза эжекционного насадка может быть ниже плоскости среза конической шайбы.The vortex dust collector (Fig. 1) contains a cylindrical body 1 with a hopper 2, an axial inlet 3 with a swirl 4, a cowl 5, a baffle plate 6 and an ejection nozzle 7, an inlet 8 of the secondary flow with a swirl 9, and an axial nozzle 10 for removing purified gas. The ejection nozzles 7 form an annular channel with the input wall 3, communicating with the body cavity under the baffle plate 6, which can be made dish-shaped, conical or flat (not shown in the drawing), and the annular channel of the ejection nozzle can be formed by cylindrical or conical surfaces, respectively, axial input 3 and the ejection nozzle 7, while the cut plane of the ejection nozzle may be lower than the cut plane of the conical washer.

В осевом вводе 3 запыленного газа с завихрителем 4, обтекателем и отбойной шайбой, а также в вводе 8 вторичного потока с завихрителем 9 установлены акустические форсунки 11 с патрубками подвода жидкости 12 и сжатого газа 13 (фиг.2) для подачи орошающей жидкости, причем каждая из них содержит корпус 14 с размещенным внутри стаканом 25 и центральным стержнем 23 с коническим буртиком 24, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла, выполненного в виде кольцевой щели 17 и резонатора. Кольцо 19 выполнено с конической поверхностью 20, связанное с корпусом 14, а распылитель выполнен в виде кольцевой полости 16, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 22, в которой равномерно расположены отверстия 21 для подачи жидкости. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости 28, расположенной в теле центрального стержня 23, соосно расположенного в стакане 25, соосном корпусу 14, причем сферическая полость 28 соединена калиброванным отверстием 29 с кольцевой щелью 18, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика 24, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 14 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 30.In the axial inlet 3 of dusty gas with a swirl 4, a cowl and a breaker washer, as well as in the inlet 8 of the secondary stream with a swirl 9, acoustic nozzles 11 are installed with nozzles for supplying liquid 12 and compressed gas 13 (Fig. 2) for supplying irrigation liquid, each one of them contains a housing 14 with a cup 25 placed inside and a central shaft 23 with a conical shoulder 24 forming an acoustic oscillator in the form of a nozzle made in the form of an annular gap 17 and a resonator. The ring 19 is made with a conical surface 20, connected with the housing 14, and the sprayer is made in the form of an annular cavity 16 bounded by a cylindrical sleeve with a platform 22, in which the holes 21 for supplying liquid are uniformly located. The resonator is made in the form of at least one spherical cavity 28 located in the body of the central rod 23, coaxially located in the glass 25, coaxial housing 14, and the spherical cavity 28 is connected by a calibrated hole 29 with an annular gap 18 formed by the end planes of the glass and the central rod from the side of the conical surface of the shoulder 24, and the Central rod is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing 14 by means of a threaded connection fixed by locknuts 30.

Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 18, образованной торцевыми плоскостями 26 стакана 25 и центрального стержня 23 со стороны конической поверхности буртика 24, посредством установки между днищем стакана 25 и торцем стержня 23 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 24, калиброванных прокладок 29, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The resonator can be configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap 18 formed by the end planes 26 of the cup 25 and the central rod 23 from the side of the conical surface of the flange 24, by installing between the bottom of the cup 25 and the end of the rod 23 from the opposite side the conical surface of the shoulder 24, calibrated gaskets 29, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

Вихревой пылеуловитель работает следующим образом. Пылегазовый поток входит через ввод 8 вторичного потока и, закручиваясь лопаточным завихрителем 9, двигается вниз в корпусе 1. Навстречу ему снизу через осевой ввод 3 подается первичный запыленный газ, который закручивается аксиально-лопаточным завихрителем 4 в ту же сторону, что и нисходящий вторичный поток. Частицы пыли при этом под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпуса 1. Закрученный вторичный поток, наталкиваясь на отбойную шайбу 6, частично разворачивается, взаимодействуя с первичным потоком, исходящим из центрального ввода 3. Частицы пыли, обладающие большей инерцией, отделяются от потока при его повороте у отбойной шайбы 6 и через зазор между ней и стенками корпуса 1 вылетают в бункер 2. В бункере 2 создается разрежение благодаря эжекционной насадке 7, установленной в осевом вводе 3 вплотную к завихрителю 4. Отсасываемый эжектором поток, который может содержать самые мелкие частицы пыли, особенно с малым удельным весом и размером менее 10 мкм (легкие твердые частицы), поступает сразу на лопатки завихрителя 4, причем на максимальном радиусе, что обеспечивает максимальную их закрутку и вывод с периферии газовой струи во вторичный поток и затем опять в бункер 2. Это способствует оптимальному взаимодействию закрученной струи первичного потока с нисходящими потоком закрученного вторичного потока и повышению эффективности пылеулавливания за счет возврата в бункер частиц пыли с малым удельным весом.Vortex dust collector operates as follows. The dust and gas stream enters through the inlet 8 of the secondary stream and, spinning with a scapular swirler 9, moves downward in the housing 1. A dusty primary gas is supplied towards it from below through the axial inlet 3, which is swirled by the axial-scapular swirler 4 in the same direction as the descending secondary stream . In this case, dust particles are thrown to the walls of the housing under the action of centrifugal forces 1. The swirling secondary stream, encountering the baffle plate 6, partially unfolds, interacting with the primary stream coming from the central inlet 3. Dust particles with greater inertia are separated from the stream when it turning at the baffle plate 6 and through the gap between it and the walls of the housing 1 fly into the hopper 2. In the hopper 2 creates a vacuum due to the ejection nozzle 7 installed in the axial inlet 3 close to the swirl 4. Suction an ejector, a stream that can contain the smallest dust particles, especially with a small specific gravity and a size of less than 10 microns (light solid particles), flows directly to the blades of the swirler 4, and at the maximum radius, which ensures their maximum swirling and removal from the periphery of the gas stream into the secondary stream and then back to hopper 2. This contributes to the optimal interaction of the swirling stream of the primary stream with the downward flow of the swirling secondary stream and to increase the efficiency of dust collection by returning to the bun ker dust particles with a low specific gravity.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 15, где встречает на своем пути резонатор 28, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 17 посредством калиброванного отверстия 29. В результате прохождения резонатора 28 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал 16, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 22, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 20 кольца 19.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. A spraying agent, for example air, is supplied through a gas channel 15, where it meets a resonator 28 in its path, made in the form of a spherical cavity connected to the nozzle 17 through a calibrated hole 29. As a result of the passage of the resonator 28, a spraying agent (for example, air) in the latter pressure pulsations creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to a finer atomization of the solution supplied to the channel 16, from which the liquid flows in the form of a film to the platform 22, and then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small drops, resulting in the formation of a spray torch with air, the root angle which is determined by the angle of inclination of the conical surface 20 of the ring 19.

Таким образом, выполнение корпуса аппарата цилиндрическим и наличие эжектора, установленного в осевом газопроводе, позволяет обеспечить высокую эффективность отделения мелких частиц с малым удельным весом и может быть использовано для пылеочистки в различных отраслях промышленности. Предлагаемое устройство надежно в работе и эксплуатации за счет упрощения конструкции эжектора.Thus, the execution of the apparatus body is cylindrical and the presence of an ejector installed in an axial gas pipeline allows for high separation efficiency of small particles with a low specific gravity and can be used for dust cleaning in various industries. The proposed device is reliable in operation and operation by simplifying the design of the ejector.

Claims (2)

1. Вихревой пылеуловитель с акустическим распылением жидкости, содержащий цилиндрический корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы, отличающийся тем, что в нижнем патрубке осевого ввода запыленного газа с завихрителем, обтекателем и отбойной шайбой, а также в верхнем патрубке периферийного ввода вторичного потока с завихрителем установлены акустические форсунки для подачи орошающей жидкости, причем каждая из форсунок состоит из корпуса с размещенными внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком, образующими генератор акустических колебаний, состоящий из сопла в виде кольцевой щели и резонатора, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, которая соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.1. A vortex dust collector with acoustic liquid atomization, comprising a cylindrical body, an axial inlet of dusty gas with a swirl and an ejection nozzle, a cowl and a breaker washer, as well as an axial nozzle for discharging purified gas and a peripheral inlet of the secondary stream with a swirl, located in the upper part of the housing made cylindrical, and the baffle plate is conical, while the ejection nozzles form an annular channel with the input wall formed by conical surfaces corresponding to the axial input and an ejection nozzle, wherein the cut-off plane of the ejection nozzle is located above the cut-off plane of the conical baffle plate, characterized in that in the lower nozzle of the axial inlet of dusty gas with a swirl, a fairing and a breaker, and also in the upper nozzle of the peripheral inlet of the secondary stream with a swirl nozzles for supplying irrigation liquid, each of the nozzles consisting of a housing with a cup placed inside the cup and a central shaft with a conical shoulder forming a generator oscillatory oscillations, consisting of a nozzle in the form of an annular gap and a resonator, a ring with a conical surface connected to the body, and a spray gun made in the form of an annular cavity bounded by a cylindrical sleeve in which the holes for supplying liquid are uniformly arranged, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity located in the body of the Central rod, which is connected by a calibrated hole to the annular gap formed by the end planes of the glass and the Central rod with side of the conical surface of the shoulder, and the Central rod is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing by means of a threaded connection fixed by locknuts. 2. Вихревой пылеуловитель с акустическим распылением жидкости по п.1, отличающийся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцевой плоскостью центрального стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.2. The vortex dust collector with acoustic liquid spraying according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the glass and the central rod from the side of the conical surface of the flange, by installing between the bottom of the glass and the end plane of the central rod from the side opposite the conical surface of the shoulder, calibrated gaskets, the thickness of which sponds to a given frequency of the acoustic vibrations.

Images