Циклон

(51) МПК (2006) 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) 1. Циклон, содержащий цилиндроконический корпус с крышкой и тангенциальным входным патрубком, выхлопную трубу с лопатками, расположенную по оси корпуса, и рециркуляционный трубопровод, отличающийся тем, что лопатки выполнены в виде раскручивателя газового потока, проходящего через выхлопную трубу, и установлены между ее внутренней поверхностью и рециркуляционным трубопроводом, расположенным по оси выхлопной трубы, а на передней, обращенной навстречу газовому потоку стороне лопаток, на их периферии выполнены щелевые отверстия, сообщающиеся с рециркуляционным трубопроводом. 12654 1 2009.12.30 2. Циклон по п. 1, отличающийся тем, что лопатки выполнены пустотелыми, а щелевые отверстия сообщены с рециркуляционным трубопроводом посредством внутренних полостей лопаток. 3. Циклон по п. 1, отличающийся тем, что на нижнем конце рециркуляционного трубопровода, на выходе газового потока из него, расположен завихритель, направление закрутки потока в котором соответствует направлению закрутки газового потока в циклоне. Изобретение относится к устройствам для сухой очистки газов и может быть использовано в теплоэнергетике, промышленности строительных материалов, химической и других отраслях промышленности. Известен циклон, содержащий цилиндроконический корпус, тангенциальный входной патрубок в цилиндрической части корпуса, пылеотводящее отверстие, расположенное в конической части корпуса, выхлопную трубу с коаксиально расположенным цилиндрическим патрубком, выступающим относительно плоскости входного отверстия выхлопной трубы и соединенным с конфузором, прикрепленным к выхлопной трубе с помощью кронштейнов 1. В данном аппарате очищаемый газ через входной патрубок по касательной подается в цилиндрическую часть корпуса циклона, вследствие чего закручивается вместе с частицами пыли, взвешенными в газе. Под действием центробежных сил частицы прижимаются к стенкам циклона и двигаются по нисходящей к пылеотводящему отверстию. Очищенный воздух возвращается в центральную зону корпуса и через цилиндрический патрубок с конусом и кольцевую щель уходит в выхлопную трубу. Параллельное слияние двух вращающихся потоков воздуха, подсасываемых через кольцевую щель и цилиндрический патрубок, обеспечивает уменьшение потерь давления. К недостаткам устройства можно отнести сохранение значительной неиспользованной энергии крутки выходящего очищенного потока, а также наличие кронштейнов, способствующих турбулизации и нарушению нормального вращения газа вблизи устья выхлопной трубы, негативно влияющих на эффективность очистки. Известен также циклонный пылеуловитель, содержащий цилиндроконический корпус,тангенциальный входной патрубок, осевую выхлопную трубу с установленным в ней лопастным ротором, снабженным приводом 2. При работе пылеуловителя ротор препятствует проскоку в выхлопную трубу неотсепарированных частиц из восходящего приосевого вихря и способствует некоторому снижению гидравлического сопротивления аппарата. Недостатком данной конструкции циклонного пылеуловителя является необходимость в установке дополнительного привода для вращения ротора, что усложняет конструкцию и уменьшает надежность ее работы и относительно невысокий коэффициент снижения гидравлического сопротивления. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является циклон, содержащий корпус с крышкой, входной и выходной патрубки, осевую выхлопную трубу с лопатками на внешней поверхности,установленную с возможностью вращения, вентилятор, размещенный перед входом в циклон и рециркуляционный трубопровод, подключенный входом к нижней части циклона,а выходом - к входу в вентилятор 3. К недостаткам данной конструкции можно отнести значительные энергозатраты на проведение сепарационного процесса и износ вентиляторного колеса, подвергающегося абразивному воздействию частиц запыленного газа на входе в аппарат. Задачей предлагаемого изобретения является снижение гидравлического сопротивления и энергозатрат на проведение процесса очистки газа и упрощение конструкции пылеуловителя путем исключения из нее вентилятора. 2 12654 1 2009.12.30 Указанная задача достигается тем, что в циклоне, содержащем цилиндроконический корпус с крышкой и тангенциальным входным патрубком, выхлопную трубу с лопатками,расположенную по оси корпуса, и рециркуляционный трубопровод, лопатки выполнены в виде раскручивателя газового потока, проходящего через выхлопную трубу, и установлены между ее внутренней поверхностью и рециркуляционным трубопроводом, расположенным по оси выхлопной трубы, а на передней, обращенной навстречу газовому потоку стороне лопаток, на их периферии выполнены щелевые отверстия, сообщающиеся с рециркуляционным трубопроводом. Лопатки могут быть выполнены пустотелыми, щелевые отверстия сообщены с рециркуляционным трубопроводом посредством внутренних полостей лопаток, а на нижнем конце рециркуляционного трубопровода, на выходе газового потока из него, расположен завихритель, направление закрутки потока в котором соответствует направлению закрутки газового потока в циклоне. Существенное отличие предлагаемого устройства состоит в том, что лопатки выполнены в виде раскручивателя газового потока, проходящего через выхлопную трубу, и установлены между ее внутренней поверхностью и рециркуляционным трубопроводом,расположенным по оси выхлопной трубы, а на передней, обращенной навстречу газовому потоку стороне лопаток, на их периферии выполнены щелевые отверстия, сообщающиеся с рециркуляционным трубопроводом. Лопатки могут быть выполнены пустотелыми, щелевые отверстия сообщены с рециркуляционным трубопроводом посредством внутренних полостей лопаток, а на нижнем конце рециркуляционного трубопровода, на выходе газового потока из него, расположен завихритель, направление закрутки потока в котором соответствует направлению закрутки газового потока в циклоне. Устройство циклона схематично представлено на фигуре. Циклон содержит цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2 и осевую выхлопную трубу 3 с лопатками 4. Лопатки 4 установлены между внутренней поверхностью выхлопной трубы 3 и расположенным вдоль ее оси рециркуляционным трубопроводом 5 и снабжены щелевыми отверстиями 6. Отверстия 6 сообщаются с рециркуляционным трубопроводом 5, на нижнем конце которого может быть установлен завихритель 7. Циклон работает следующим образом. Запыленный газовый поток поступает через входной патрубок 2 в цилиндроконический корпус 1 и закручивается. Возникающее поле центробежных сил отбрасывает частицы к стенкам цилиндроконического корпуса и они перемещаются в его нижнюю часть. Очищенный газ постепенно переходит во внутренний вихревой поток и поступает в выхлопную трубу 3, где на лопатках 4 происходит резкое уменьшение степени его крутки и тем самым общих энергозатрат на очистку. Частицы, захваченные этим восходящим вихревым потоком и движущиеся вдоль внутренней поверхности выхлопной трубы 3, попадают в отверстия 6, затем в рециркуляционный трубопровод 5 и по нему возвращаются в основную сепарационную зону циклона на дополнительное улавливание. Для интенсификации этого процесса на выходе из рециркуляционного трубопровода 5 может быть установлен завихритель 7. Использование данного устройства позволяет путем утилизации энергии крутки выходящего из циклона потока уменьшить гидравлическое сопротивление и энергозатраты на процесс очистки (на 15-30 ), а также повысить общую эффективность пылеулавливания. Циклон 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. 4