Фильтр-циклон

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Автор Кузьмин Владислав Владимирович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) 1. Фильтр-циклон, содержащий циклон прямоточного типа и фильтр, отличающийся тем, что фильтр установлен вдоль оси циклона и выполнен с конической или цилиндрической поверхностью, одно основание фильтра со стороны входного патрубка закрыто, а другое соединено с патрубком вывода очищенного потока, с наружной стороны фильтра по его периметру расположены лопатки для закручивания очищаемого потока, причем лопатки выполнены пустотелыми, со стенками в виде фильтрующей поверхности, а полости лопаток сообщаются с патрубком вывода очищенного потока. 2. Фильтр-циклон по п. 1, отличающийся тем, что ниже фильтра, со стороны патрубка вывода очищенного потока, расположен бункер, выходное отверстие которого снабжено устройством регулирования расхода. Изобретение относится к устройствам для разделения неоднородных систем и может быть использовано в различных отраслях промышленности, теплоэнергетике, на транспорте для очистки газовых и жидких потоков от твердых частиц. 14290 1 2011.04.30 Известен центробежный пылевлагоотделитель, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным улиткообразными патрубками и щелью для отсоса пыли, расположенной в нижней части корпуса вдоль его оси, центробежное колесо с перфорированным ротором, установленный на приводимом во вращение валу и присоединенный к входному патрубку коленообразный патрубок, входной участок которого расположен параллельно оси ротора и обращен входным отверстием в сторону центробежного колеса 1. При вращении рабочего колеса в улитку входного патрубка засасывается запыленный газ, из которого под воздействием центробежной силы происходит выделение аэрозоля к внутренней поверхности улитки входного патрубка, откуда она отводится через щель для отсоса пыли. Очищенный газ, пройдя отверстия и внутреннюю полость ротора, поступает в центробежное колесо и далее к потребителю. Недостатками центробежного пылевлагоотделителя являются неравномерность поля скоростей всасывания по длине ротора, вызывающая проскок в него сепарируемых частиц, и невысокая производительность, ограничиваемая необходимостью поддержания низкой скорости входа газового потока в каналы ротора, значительно влияющей на эффективность сепарации. Известен также циклон-фильтр для очистки запыленных газов, содержащий корпус с коническим днищем, тангенциальным штуцером для подачи в аппарат запыленного газового потока, штуцером для удаления пыли и выхлопную трубу с ветровым колесом, одновременно выполняющую функции фильтра и штуцера для отвода очищенного газа 2. В данном аппарате запыленный газовый поток поступает через входной тангенциальный штуцер в корпус, приводит во вращение ветровое колесо и очищается от пыли, отбрасываемой центробежными силами к периферии. Предварительно очищенный газовый поток фильтруется через пористую поверхность выхлопной трубы, вращательное движение которой способствует регенерации фильтрующей поверхности, и удаляется из пылеуловителя. Недостатками пылеуловителя являются ограниченная фильтрующая поверхность выхлопной трубы с опасностью заклинивания последней, а также снижение крутки газового потока вследствие потерь энергии на привод ротора, что оказывает негативное влияние на степень улавливания частиц пыли в циклонной ступени. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фильтр-циклон, включающий циклон прямоточного типа с тангенциальной подводкой и раскручивателем, фильтр, содержащий зернистый фильтрующий материал, жалюзийные решетки, пылевыгрузочное устройство, патрубки подвода запыленного и отвода очищенного воздуха, при этом соотношение диаметра патрубка отвода очищенного газа к диаметру входного патрубка составляет 1,2-1,4, а соотношение высоты газохода циклона к высоте цилиндрической части циклона составляет 0,7-0,9 3. При работе фильтр-циклона запыленный поток воздуха подается в прямоточный циклон, где происходит первая ступень очистки, выделяющиеся при этом крупные и средние фракции пыли оседают между коаксиально расположенными жалюзийными решетками и образуют фильтрующий слой. Предварительно очищенный в циклоне газ проходит через фильтрующий слой и отводится через патрубок очищенного воздуха. К недостаткам данного устройства можно отнести выраженную зависимость скорости образования фильтрующего слоя и эффективности работы от фракционного состава отделяемых частиц и возможность их вторичного уноса очищенным потоком, ограниченную очисткой газов область применения. Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства, а также его универсальности. Указанная задача достигается тем, что в фильтр-циклоне, содержащем циклон прямоточного типа и фильтр, фильтр установлен вдоль оси циклона и выполнен с конической или цилиндрической поверхностью, одно основание фильтра со стороны входного патрубка закрыто, а другое соединено с патрубком вывода очищенного потока, с наружной 2 14290 1 2011.04.30 стороны фильтра по его периметру расположены лопатки для закручивания очищаемого потока, причем лопатки выполнены пустотелыми, со стенками в виде фильтрующей поверхности, а полости лопаток сообщаются с патрубком вывода очищенного потока. Кроме того, ниже фильтра, со стороны патрубка вывода очищенного потока, может быть расположен бункер, выходное отверстие которого снабжено устройством регулирования расхода. Существенное отличие предлагаемого устройства состоит в том, что фильтр установлен вдоль оси циклона и выполнен с конической или цилиндрической поверхностью, одно основание фильтра со стороны входного патрубка закрыто, а другое соединено с патрубком вывода очищенного потока, с наружной стороны фильтра по его периметру расположены лопатки для закручивания очищаемого потока, причем лопатки выполнены пустотелыми, со стенками в виде фильтрующей поверхности, а полости лопаток сообщаются с патрубком вывода очищенного потока. Кроме того, ниже фильтра, со стороны патрубка вывода очищенного потока,может быть расположен бункер, выходное отверстие которого снабжено устройством регулирования расхода, что позволяет, повысив стабильность и площадь фильтрующей поверхности, увеличить надежность и эффективность работы устройства. Устройство фильтр-циклона представлено на фигуре. Фильтр-циклон содержит циклон прямоточного типа 1 с лопатками 2 для закручивания очищаемого потока, которые расположены с наружной стороны фильтра 3, по его периметру. Фильтр 3 установлен вдоль оси циклона 1 и выполнен с цилиндрической или конической поверхностью. Одно основание фильтра, со стороны входного патрубка 4, закрыто, а другое соединено с патрубком вывода очищенного потока 5. Для увеличения площади фильтрования стенки лопаток 2 выполнены в виде фильтрующей поверхности,при этом полости лопаток сообщаются с патрубком 5. Фильтр-циклон может быть снабжен бункером 6, расположенным ниже фильтра 3, со стороны выходного патрубка 5, а выходное отверстие бункера 6 - устройством регулирования расхода 7. Фильтр-циклон работает следующим образом. Поступающий через входной патрубок 4 в циклон 1 очищаемый поток закручивается с помощью лопаток 2. Возникающее при этом вихревое движение очищаемой жидкости приводит к появлению центробежной силы, с одной стороны, создавая дополнительный сепарирующий эффект и отводя отделяемые частицы от фильтра 3, а с другой, увеличивая инерционные силы,препятствующие засорению ими пор фильтровальной перегородки. Под действием центробежных сил частицы концентрируются преимущественно в периферийной части циклона 1 и отводятся в бункер 6. Оставшиеся неотсепарированными частицы задерживаются фильтром 3, а прошедший через него очищенный поток отводится через патрубок 5. При отложении слоя осадка на поверхности фильтра 3 проходное сечение каналов уменьшается, что приводит к увеличению скорости движения в них очищаемой среды и, как следствие, к более интенсивному смыву осадка. При необходимости дополнительной интенсификации процесса промывки может быть использовано дросселирование с помощью регулирующего устройства 7. Использование данного устройства позволяет повысить эффективность и надежность фильтрования, осуществлять разделение неоднородных систем не только с газовой, но и с жидкой дисперсионной средой. Источники информации 1. А.с. СССР 967522, МПК 01 45/14, 1982. 2. Патент РФ 2146562, МПК 01 50/00,01 9/00, 2000. 3. Патент РФ 2240869, МПК 704 9/00,01 50/00, 2004 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3