Ротационный сепаратор

(51)01 45/14 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Кузьмин Владислав Владимирович Марков Владимир Алексеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Ротационный сепаратор, содержащий приводной двигатель, ротор с лопатками, выполненный в виде усеченного конуса, расширяющегося по ходу движения потока, и вентиляторное колесо, размещенные соосно в неподвижном корпусе с патрубками подвода газового потока с частицами, выхода очищенного газа и отвода отсепарированных частиц,отличающийся тем, что вентиляторное колесо установлено на одном валу с ротором, выполнено в виде крыльчатки центробежного вентилятора и расположено в улитке, на роторе снаружи, коаксиально ему, установлена полая коническая вставка, между входом в улитку и лопастным ротором, на внутренней поверхности корпуса, без зазора с ним, расположено кольцо, внутренний диаметр которого меньше максимального диаметра лопастного ротора, во входном патрубке, на одном валу с ротором и вентилятором, расположены дополнительные лопатки, а в нижней части - бункер для сбора пыли. 7789 1 2006.02.28 Изобретение относится к устройствам для сухой очистки газов и может быть использовано в промышленности строительных материалов, а также в химической и других отраслях промышленности. Известно устройство для очистки газа, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, ротор, выполненный в виде цилиндрической щетки, бункер для пыли, нож,установленный вертикально в бункере под ротором вдоль оси вращения, и пластины, поперечно закрепленные на ноже 1. В этом аппарате запыленный газ проходит через вращающийся ротор в осевом направлении, попутно закручиваясь и очищаясь от частиц пыли, сепарируемой центробежными силами, действующими на них в каналах ротора. Недостатками данного устройства являются относительно высокое гидравлическое сопротивление прохождению газового потока, сложность изготовления ротора, его неравномерный износ по длине. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ротационный сепаратор, содержащий приводной двигатель,ротор, выполненный в виде усеченного конуса, расширяющегося по ходу движения потока и турбинную ступень, размещенные соосно и установленные в неподвижном корпусе с патрубками подвода газового потока с частицами, отвода очищенного газа и частиц, вентиляторное колесо, установленное за турбинной ступенью на одном с ней валу, и генератор электрического тока, обмотки ротора которого размещены на венце рабочих лопаток турбинной ступени, а кольцевой статор - на корпусе 2. В данном сепараторе очищенный в роторе закрученный газовый поток проходит последовательно турбинную ступень и вентиляторное колесо, благодаря чему тангенциальная составляющая скорости газового потока, создающая дополнительное гидродинамическое сопротивление, преобразуется в полную осевую составляющую скорости. К недостаткам данного сепаратора следует отнести сложность конструкции, недостаточно высокую эффективность сепарации, что обусловлено в том числе повышенной турбулентностью газового потока в зоне сепарации (между быстро движущимися концами лопаток и неподвижной внутренней поверхностью корпуса) и уносом отсепарированных частиц очищенным газовым потоком, истирание, особенно при работе с абразивной пылью, рабочих поверхностей корпуса и лопаток ротора крупными частицами, наиболее быстро сепарирующимися из пылегазового потока на внутреннюю поверхность корпуса и совершающими по ней винтообразное движение, что удлиняет путь и абразивное воздействие частицы. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности сепарации,уменьшение абразивного износа рабочих поверхностей корпуса и ротора. Указанная задача достигается тем, что в ротационном сепараторе, содержащем приводной двигатель, ротор с лопатками, выполненный в виде усеченного конуса, расширяющегося по ходу движения потока, и вентиляторное колесо, размещенные соосно в неподвижном корпусе с патрубками подвода газового потока с частицами, выхода очищенного газа и отвода отсепарированных частиц, вентиляторное колесо установлено на одном валу с ротором, выполнено в виде крыльчатки центробежного вентилятора и расположено в улитке, на роторе снаружи, коаксиально ему, установлена полая коническая вставка, между входом в улитку и лопастным ротором, на внутренней поверхности корпуса, без зазора с ним, расположено кольцо, внутренний диаметр которого меньше максимального диаметра лопастного ротора, во входном патрубке, на одном валу с ротором и вентилятором, расположены дополнительные лопатки, а в нижней части - бункер для сбора пыли. Существенное отличие предлагаемого устройства состоит в том, что вентиляторное колесо установлено на одном валу с ротором, выполнено в виде крыльчатки центробежного вентилятора и расположено в улитке, на роторе снаружи, коаксиально ему, установлена 2 7789 1 2006.02.28 полая коническая вставка, между входом в улитку и лопастным ротором, на внутренней поверхности корпуса, без зазора с ним, расположено кольцо, внутренний диаметр которого меньше максимального диаметра лопастного ротора, во входном патрубке, на одном валу с ротором и вентилятором, расположены дополнительные лопатки, а в нижней части бункер для сбора пыли, что позволяет использовать тангенциальную составляющую скорости потока без применения турбинной ступени, преобразуя энергию крутки потока в положительное давление на выходе из улитки вентилятора, и повысить общую эффективность сепарации путем организации предварительной очистки во входном патрубке,уменьшения турбулентности в зоне сепарации и уменьшения уноса отсепарированных частиц, уменьшить износ рабочих поверхностей снижением концентрации и размеров частиц на входе в ротор, а также пути их абразивного воздействия. Устройство ротационного сепаратора схематично представлено на фиг. 1. Ротационный сепаратор содержит ротор 1 с лопатками 2 и полой конической вставкой 3,размещенный на приводном валу 4, корпус 5 с входным патрубком запыленного газового потока 6, патрубком отвода отсепарированных частиц 7, улиткой 8, кольцом 9 и патрубком выхода очищенного газа 10, приводной двигатель 11, колесо центробежного вентилятора 12, расположенное в улитке 7, дополнительные лопатки 13, установленные на валу 4,и пылевой бункер 14. Ротационный сепаратор работает следующим образом. Запыленный газ вследствие перепада давлений, создаваемого вентиляторным колесом 12,входит в патрубок 6, где за счет вращения лопаток 13, насаженных на приводной вал 4,запыленному потоку придается сильное вращательное движение. Возникающее поле центробежных сил сепарирует из газового потока часть взвешенных в нем частиц, которые отводятся в бункер 14. Частично очищенный и уже закрученный газовый поток через зазоры между лопатками 13 поступает во вращающийся от приводного электродвигателя 10 ротор 1, где в зазорах между лопатками 2 и вставкой 3, на внутренней поверхности последней, происходит сепарация более мелких частиц и перемещение их в осевом направлении к патрубку 6, откуда они удаляются в пылесборник. Очищенный газовый поток поступает в улитку 7 и центральную часть колеса центробежного вентилятора 10, где ему сообщается дополнительная энергия и происходит трансформация кинетической энергии вращательного движения газового потока в полезную энергию статического давления на выходе из улитки и в выхлопном патрубке 11. Проскоку отсепарированных частиц с очищенным газовым потоком препятствует кольцо 8, установленное за патрубком 6 и ротором 1. Использование данного устройства позволяет повысить общую эффективность сепарации (на 711 ), уменьшить износ рабочих поверхностей корпуса и ротора. Ротационный сепаратор может быть использован для очистки вентвыбросов на предприятиях химической промышленности, промышленности строительных материалов, таких как ОАО Керамин, Минский комбинат силикатных изделий и других. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.