RU2024340C1 - Device for dust separating - Google Patents
Device for dust separatingInfo
- Publication number
- RU2024340C1 RU2024340C1 SU4931036A RU2024340C1 RU 2024340 C1 RU2024340 C1 RU 2024340C1 SU 4931036 A SU4931036 A SU 4931036A RU 2024340 C1 RU2024340 C1 RU 2024340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dust
- cyclone
- vortex
- vortex apparatus
- cylindrical cyclone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности к пылеулавливанию при бурении, дроблении горных пород, и может быть использовано в других отраслях, где необходима очистка воздуха от полидисперсной минеральной пыли. The invention relates to mining, in particular to dust collection during drilling, crushing of rocks, and can be used in other industries where air purification from polydispersed mineral dust is necessary.
Известно устройство для сухого пылеулавливания при термическом бурении, включающее корпус вихревого аппарата, входной и выходной патрубки и бункер сбора пыли, которое снабжено вентилятором с патрубками подвода атмосферного воздуха, при этом входной и выходной патрубки расположены вдоль оси корпуса, а патрубки подвода атмосферного воздуха установлены тангенциально - один в верхней части корпуса, а другой - на входном патрубке, который может быть снабжен кольцевой камерой на уровне ввода тангенциального патрубка. A device is known for dry dust collection during thermal drilling, including the body of the vortex apparatus, the inlet and outlet nozzles and the dust collection hopper, which is equipped with a fan with nozzles for supplying atmospheric air, while the inlet and outlet nozzles are located along the axis of the housing, and the nozzles for supplying atmospheric air are installed tangentially - one in the upper part of the housing, and the other on the inlet pipe, which can be equipped with an annular chamber at the input level of the tangential pipe.
Недостатком этого устройства является первичная закрутка газопылевого высокотемпературного потока подачей атмосферного воздуха во входной патрубок, что влечет за собой увеличение общего расхода газа через устройство, следовательно, рост его размеров и металлоемкости. The disadvantage of this device is the primary swirling of the dusty high-temperature flow by supplying atmospheric air to the inlet pipe, which entails an increase in the total gas flow through the device, therefore, an increase in its size and metal consumption.
Наиболее близким по существу решаемой задачи и достигаемому эффекту является устройство для сухого пылеулавливания при термическом бурении, включающее корпус вихревого аппарата, входной и выходной патрубки которого размещены вдоль его вертикальной оси, вентилятор с тангенциальным патрубком подвода атмосферного воздуха в верхнюю часть корпуса, пылеприемный зонт и бункер сбора пыли, которое снабжено цилиндрическим циклоном, выходной патрубок которого совмещен с входным патрубком корпуса вихревого аппарата, при этом входной патрубок цилиндрического циклона сообщен с полостью пылеприемного зонта, а диаметр выходного патрубка цилиндрического циклона составляет 0,6-0,8 диаметра его корпуса, кроме того, оно снабжено дополнительным бункером сбора, герметично прикрепленным к нижней части корпуса цилиндрического циклона. Совмещение в одном устройстве циклона и вихревого аппарата повышает улавливающую способность последнего на 15-20%. The closest to the essence of the problem to be solved and the effect achieved is a device for dry dust collection during thermal drilling, including a housing of a vortex apparatus, the inlet and outlet pipes of which are placed along its vertical axis, a fan with a tangential pipe for supplying atmospheric air to the upper part of the housing, a dust-receiving umbrella and a hopper dust collection, which is equipped with a cylindrical cyclone, the outlet pipe of which is combined with the inlet pipe of the housing of the vortex apparatus, while the inlet pipe ilindricheskogo cyclone communicates with the cavity pylepriemnogo umbrella, and the diameter of the cylindrical cyclone outlet diameter is 0.6-0.8 of its body, moreover, it is provided with an additional collecting hopper sealingly attached to the lower part of the cylindrical cyclone body. The combination in one device of a cyclone and a vortex apparatus increases the trapping ability of the latter by 15-20%.
Недостатком этого устройства является потеря закрутки в переходном патрубке между циклоном и вихревым аппаратом ввиду его большой длины и скопления пыли у этого патрубка при транспортировании уловленной пыли в бункер. The disadvantage of this device is the loss of twist in the transition pipe between the cyclone and the vortex apparatus due to its large length and the accumulation of dust from this pipe during transportation of trapped dust into the hopper.
Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства и уменьшение его металлоемкости за счет улучшения компоновки агрегатов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device and reduce its metal consumption by improving the layout of the units.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сухого пылеулавливания, включающем вихревой аппарат, цилиндрический циклон, пылеприемный зонт, бункера сбора пыли, вентилятор с тангенциальным патрубком подвода атмосферного воздуха в верхнюю часть корпуса вихревого аппарата, входной патрубок которого совмещен с выходным патрубком цилиндрического циклона, а входной патрубок цилиндрического циклона сообщен с полостью пылеприемного зонта, согласно изобретению вихревой аппарат снабжен дополнительными патрубком и бункером сбора пыли, а диаметр корпуса цилиндрического циклона составляет 0,5-0,6 диаметра корпуса вихревого аппарата. This goal is achieved by the fact that in the device for dry dust collection, including a vortex apparatus, a cylindrical cyclone, a dust collector, a dust collection hopper, a fan with a tangential nozzle for supplying atmospheric air to the upper part of the vortex apparatus body, the inlet of which is combined with the outlet of the cylindrical cyclone, and the inlet pipe of the cylindrical cyclone is in communication with the cavity of the dust receiving umbrella, according to the invention the vortex apparatus is equipped with additional pipe and collection hopper yli, and the diameter of the cylindrical cyclone body diameter is 0.5-0.6 vortex apparatus housing.
На чертеже показано предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.
На пылеприемном зонте 1 установлен вентилятор 2 с тангенциальным патрубком 3 для подвода атмосферного воздуха в верхнюю часть корпуса 4 вихревого аппарата 5. Вихревой аппарат 5 снабжен патрубком 6 для транспорта самотеком уловленной пыли в бункер 7 сбора пыли, дополнительным патрубком 8 и дополнительным бункером 9 сбора пыли. Входной патрубок 10 цилиндрического циклона 11 сообщен с полостью пылеприемного зонта 1, к нижней части корпуса 12 циклона 11 герметично прикреплен бункер 13 сбора пыли. Выходной патрубок 14 циклона 11 совмещен с входным патрубком 15 вихревого аппарата 5 и размещен на одной вертикальной оси с выходным патрубком 16 вихревого аппарата 5. A
Устройство для сухого пылеулавливания работает следующим образом. A device for dry dust collection is as follows.
Воздушно-пылевой поток с полидисперсной пылью из полости пылеприемного зонта 1 поступает по входному патрубку 10 в цилиндрический циклон 11, в котором поток закручивается за счет тангенциального ввода, и крупные фракции пыли оседают по стенкам цилиндрического циклона 11 в бункер 13 сбора пыли, герметично прикрепленный к нижней части корпуса 12 циклона 11. Закрученный воздушно-пылевой поток с тонкодисперсной пылью через выходной патрубок 14 циклона 11, совмещенный с входным патрубком 15, поступает в корпус последнего. Здесь он взаимодействует с чистым атмосферным воздухом, спутно закрученным тангенциальным патрубком 3 от вентилятора 2 в верхней части корпуса 4 и получает дополнительное ускорение вращения. Наличие вращающейся линзы чистого воздуха у выходного патрубка 16 дополнительно способствует повышению улавливающей способности вихревого аппарата. Сепарированная на стенки вихревого аппарата 5 тонкодисперсная пыль через патрубки 6 и 8 поступает в бункера 7 и 9 сбора пыли, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу. The air-dust stream with polydisperse dust from the cavity of the dust-receiving umbrella 1 enters through the
Установка на вихревом аппарате дополнительных патрубка и бункера сбора пыли позволили примерно на 40% сократить длину выходного патрубка цилиндрического циклона, совмещенного с входным патрубком вихревого аппарата. Это повышает компактность устройства, сокращает путь закрученного в цилиндрическом циклоне воздушно-пылевого потока с тонкодисперсной пылью и сохраняет таким образом высокую степень его закрутки. Кроме того, исключается налипание пыли на патрубки 14 и 15 при движении ее по наклонной плоскости к патрубкам 6 и 8. The installation of an additional nozzle and a dust collection hopper on the vortex apparatus made it possible to reduce the length of the outlet nozzle of a cylindrical cyclone combined with the inlet nozzle of the vortex apparatus by about 40%. This increases the compactness of the device, reduces the path of the air-dust flow swirling in a cylindrical cyclone with fine dust and thus maintains a high degree of swirling. In addition, dust sticking to the
Соотношение размеров корпусов вихревого аппарата и цилиндрического циклона найдено расчетом из следующих условий. The ratio of the dimensions of the bodies of the vortex apparatus and the cylindrical cyclone was found by calculation from the following conditions.
Оптимальное соотношение режимно-конструктивных параметров устройства обеспечивает его работу с минимальным сопротивлением, поскольку перепад давления газового потока, проходящего через устройство (Δ Р), является важнейшей характеристикой циклонно-вихревых камер. Его можно представить следующим образом:
Δ P = Δ Pц + Δ Рст, (1) где Δ Рц - перепад давления из-за действия центробежных сил на поток газа;
Δ Рст - перепад давления при струйном движении газа в том же аппарате.The optimal ratio of the structural and design parameters of the device ensures its operation with minimal resistance, since the pressure drop of the gas flow passing through the device (Δ P) is the most important characteristic of cyclone-vortex chambers. It can be represented as follows:
Δ P = Δ P c + Δ P article , (1) where Δ P c is the pressure drop due to the action of centrifugal forces on the gas stream;
Δ R article - pressure drop during the jet movement of gas in the same apparatus.
Учитывая, что Рц. >> Рст., оценим влияние режимно-конструктивных параметров вихревой камеры на ее сопротивление.Given that R c. >> R Art. , we evaluate the effect of the structural and design parameters of the vortex chamber on its resistance.
Пусть через тангенциальный шлиц площадью сечения (а х b) поступает секундный расход газа со скоростью Vвх, тогда среднюю скорость по периферии камеры можно представить в виде
vуп = = , (2) где Lк - длина камеры;
δ = Rк - rп - толщина периферийной зоны потока;
Rк - радиус корпуса камеры;
rп - радиус выходного патрубка.Let a second gas flow through a tangential slot with a cross-sectional area (a x b) with a speed of V in , then the average speed along the periphery of the camera can be represented as
v yn = = , (2) where L to is the length of the chamber;
δ = R to - r p - the thickness of the peripheral zone of the stream;
R to - the radius of the camera body;
r p is the radius of the outlet pipe.
На отрезке от Rк до rп вращение квазипотенциальное, поэтому можно найти значение тангенциальной составляющей Vy в циклонной камере на радиусе пережима rп:
Vуп = К ˙Vвх ˙Rк/rп, (3) где К - коэффициент изменения скорости в сравнении с потенциальным вращением.On the segment from R to r p, the rotation is quasipotential, therefore, it is possible to find the value of the tangential component V y in the cyclone chamber at a radius of clamping r p :
V yn = K ˙ V in ˙ R k / r p , (3) where K is the coefficient of change of speed in comparison with potential rotation.
Масса закрученного в квазипотенциальной области газа можно представить в виде
m = ρπ Lк(Rк 2 - rп 2), (4) где ρ - плотность газа.The mass of gas swirling in the quasipotential region can be represented as
m = ρπ L к (R к 2 - r п 2 ), (4) where ρ is the gas density.
Тогда давление от центробежных сил можно выразить
Δ P = = , (5) где ац.б. = V.Then pressure from centrifugal forces can be expressed
Δ P = = , (5) where a c.b. = V .
В аппарате ВЗП взаимодействуют два закрученных потока, соотношение расходов их
+ = 1, где = ; = - безразмерные секундные расходы газа через каждый ввод: - от циклона, - от вентилятора.In the apparatus of the CDW, two swirling flows interact, the ratio of their costs
+ = 1, where = ; = - dimensionless second gas flow through each input: - from a cyclone, - from the fan.
Сопротивление устройства в целом составляет
Р = Р1 + Р2, где Р1 - сопротивление циклона;
Р2 - часть сопротивления аппарата ВЗП, соответствующая расходу V2. Тогда, согласно уравнению (5):
ΔP = + . (6)
Экспериментально установлено изменение сопротивления аппаратов ВЗП в зависимости от режимно-конструктивных параметров. Взаимосвязь этих параметров с минимальным сопротивлением определяется из условий нулевого значения производной уравнения
Δ Р' = f(V1, rп и т.д.)' = 0
= , где А = ;
В = .The resistance of the device as a whole is
P = P 1 + P 2 , where P 1 is the cyclone resistance;
P 2 - part of the resistance of the apparatus of the CDW corresponding to the flow rate V 2 . Then, according to equation (5):
ΔP = + . (6)
Experimentally established a change in the resistance of the apparatus of the CDW, depending on the operational-structural parameters. The relationship of these parameters with the minimum resistance is determined from the conditions of the zero value of the derivative equation
Δ P '= f (V 1 , r p , etc.)' = 0
= where A = ;
B = .
Очевидно, что при равенстве конструктивных параметров циклона и аппарата ВЗП (А = В), минимум перепада давлений соответствует значению безразмерного расхода газа
= = 0,5 = = .It is obvious that when the design parameters of the cyclone and the CDW apparatus are equal (A = B), the minimum pressure drop corresponds to the value of the dimensionless gas flow
= = 0.5 = = .
Уравнение (6) дает возможность рассчитать соотношение конструктивно-режимных параметров системы циклон - ВЗП для работы при минимальных сопротивлениях, следовательно, при минимальных энергозатратах. Equation (6) makes it possible to calculate the ratio of the structural-operational parameters of the cyclone - CDW system for operation with minimal resistances, and therefore, with minimal energy consumption.
Из формул (2) и (5) следует, что улавливающая способность прямо пропорциональна квадрату входной скорости, формирующей закрученный поток, и обратно пропорциональна линейным размерам устройства. Следовательно, есть оптимальный интервал размеров циклонно-вихревых устройств, что и подтверждено экспериментально. Уменьшение длины аппарата ниже оптимальной снижает улавливающую способность ввиду отвода дисперсного материала из основного закрученного потока газа. From formulas (2) and (5) it follows that the capture ability is directly proportional to the square of the input velocity, which forms a swirling flow, and is inversely proportional to the linear dimensions of the device. Therefore, there is an optimal size interval for cyclone-vortex devices, which is confirmed experimentally. Reducing the length of the apparatus below the optimum reduces the collecting ability due to the removal of dispersed material from the main swirling gas stream.
Для циклона минимальная безразмерная длина: = Lц/Dц = 2.For cyclone minimum dimensionless length: = L c / D c = 2.
Для аппаратов ВЗП: = Lк/Dк = 3.For CDW devices: = L to / D to = 3.
Существуют и ограничения по величине скорости для циклона и аппарата ВЗП. Согласно формуле (5) улавливающая способность пропорциональна квадрату входной скорости, но сопротивление аппарата в той же зависимости от этого параметра возрастает. Однако с возрастанием скорости потока, проходящего через аппарат, увеличивается турбулентная вязкость потока и частицы начинают выноситься из аппарата. Экспериментальными исследованиями установлено, что оптимальная величина среднерасходной скорости Vcp через поперечное сечение аппарата ВЗП 7-10 м/c у циклона в 2 раза больше. Исходя из этих рекомендаций, определим площади сечения циклона и аппарата ВЗП при секундном расходе газа через циклон . Площадь сечения циклона будет равна
Sц = π Dц 2/4 = /Vcp, тогда радиус аппарата будет
Rц = .There are also speed limits for the cyclone and the CDW. According to formula (5), the pick-up ability is proportional to the square of the input speed, but the resistance of the device, in the same dependence on this parameter, increases. However, with increasing velocity of the flow passing through the apparatus, the turbulent viscosity of the flow increases and particles begin to be carried out of the apparatus. Experimental studies have established that the optimal average consumption rate V cp through the cross section of the CDW apparatus of 7-10 m / s in a cyclone is 2 times greater. Based on these recommendations, we determine the cross-sectional area of the cyclone and the CDW apparatus at a second gas flow through the cyclone . The cross-sectional area of the cyclone will be equal
S i = π D i 2/4 = / V cp , then the radius of the apparatus will be
R c = .
Учитывая, что в ВЗП есть дополнительный подвод чистого воздуха , расход через аппарат ВЗП будет
+=(1,5÷2). Тогда минимальная площадь сечения аппарата ВЗП
SВЗП = π Rк 2 = 1,5 /Vcp или радиус
RВЗП = = . Взяв отношение минимального радиуса аппарата ВЗП к радиусу циклона получим
RВЗП/Rц = = 1,7, а отношение максимального радиуса
RВЗП/Rц = = 2 или
RВЗП/Rц = 1:(0,5÷0,6).Given that in the CDW there is an additional supply of clean air , the flow rate through the CDW apparatus will be
+ = (1,5 ÷ 2) . Then the minimum cross-sectional area of the apparatus of the CDW
S CDW = π R to 2 = 1.5 / V cp or radius
R CDW = = . Taking the ratio of the minimum radius of the CDW to the radius of the cyclone we get
R CDW / R c = = 1.7, and the ratio of the maximum radius
R CDW / R c = = 2 or
R CDW / R c = 1: (0.5 ÷ 0.6).
Таким образом, установка в вихревом аппарате дополнительных патрубка и бункера сбора пыли повышает компактность и надежность работы устройства, а уменьшение диаметра цилиндрического циклона до 0,5-0,6 диаметра вихревого аппарата снижает металлоемкость устройства для сухого пылеулавливания при сохранении высокой улавливающей способности. Thus, the installation of an additional branch pipe and dust collection bin in the vortex apparatus increases the compactness and reliability of the device, and a decrease in the diameter of a cylindrical cyclone to 0.5-0.6 of the diameter of the vortex apparatus reduces the metal consumption of the device for dry dust collection while maintaining a high collecting capacity.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4931036 RU2024340C1 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Device for dust separating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4931036 RU2024340C1 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Device for dust separating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024340C1 true RU2024340C1 (en) | 1994-12-15 |
Family
ID=21571692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4931036 RU2024340C1 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Device for dust separating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2024340C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369427C1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Device to entrap finely dispersed dust |
| RU2735307C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-10-29 | Виктор Иванович Кузнецов | Method for vortex processing of mechanical mixtures with simultaneous enclosure of economic objects from action of moving flows of mechanical mixtures |
-
1991
- 1991-04-23 RU SU4931036 patent/RU2024340C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1761948, кл.E 21C 7/00, 1990. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369427C1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Device to entrap finely dispersed dust |
| RU2735307C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-10-29 | Виктор Иванович Кузнецов | Method for vortex processing of mechanical mixtures with simultaneous enclosure of economic objects from action of moving flows of mechanical mixtures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1117602C (en) | High efficiency compact cybagfilter | |
| CN1113704C (en) | Cyclonic separating apparatus | |
| CN106733245A (en) | Filter effect can adjust automatically cyclone separator and method | |
| JPH0691974B2 (en) | Cyclone type dust collector | |
| JP4676182B2 (en) | Cyclone equipment | |
| US3883324A (en) | Method and apparatus for agglomerating dry dust particles in a gas stream and separation | |
| RU2024340C1 (en) | Device for dust separating | |
| US2126481A (en) | Dust separator | |
| CN206483279U (en) | High-pressure vortex sack cleaner | |
| RU2497569C2 (en) | Sizing dust separator | |
| RU2132750C1 (en) | Vortex dust catching method and apparatus | |
| US3727377A (en) | Apparatus and method for cleaning gaseous fluids | |
| US3178862A (en) | Apparatus for sucking-off and collecting dust | |
| CN211025466U (en) | A gravity cyclone dust collector | |
| RU2231396C2 (en) | Apparatus for purifying gaseous media from suspended particles | |
| RU168683U1 (en) | DUST CATCHER CLASSIFIER | |
| CN222788825U (en) | A dust removal device | |
| RU2484881C2 (en) | Method of cleaning gaseous substances, gas and air from mechanical impurities, condensate and water and device to this end | |
| RU207306U1 (en) | Dust collector-classifier with conical body | |
| SU1761948A1 (en) | Device for dry dust catching in thermal drilling | |
| RU208117U1 (en) | Cyclone | |
| RU2070440C1 (en) | Dust collector | |
| RU2206407C1 (en) | Cyclone | |
| RU2229960C2 (en) | Aggregate for making metal powder by spraying melts | |
| RU2014111C1 (en) | Gas purifier |