PL190542B1 - Cyklonowy odpylacz gazu - Google Patents

Abstract

1. Cyklonowy odpylacz gazu posiadający walcowy płaszcz, króciec wlotowy wprowadzony stycznie w górną strefę płaszcza, pokrywę z wewnętrzną rurą środkową i zewnętrznym króćcem wylotowym gazu oraz zbiornik pyłu zabudowany na dolnym końcu płaszcza, ponad to w którym na powierzchni wewnętrznej płaszcza wykonane są szczeliny separacyjne połączone ze zbiornikiem pyłu, znamienny tym, że rura środkowa (13, 29, 30) występuje na całej długości płaszcza (1) a jej dolny koniec objęty jest przestrzenią pierścieniowej kierownicy nawrotnej (15), mającej w przekroju poprzecznym kształt zbliżony do litery „V” lub „U” oraz która w dolnym przegięciu ma wysyp pierścieniowy (17) otwarty do zbiornika pyłu (3), przy czym między średnicą zewnętrzną kierownicy nawrotnej (15) a średnicą wewnętrzną płaszcza (1) znajduje się szczelina pierścieniowa (16)

Description

Przedmiotem wynalazku jest cyklonowy odpylacz gazu, stosowany w instalacjach wyciągowo-odpylających spalin i gazów przemysłowych.

Ochrona środowiska i wymóg osiągania coraz wyższych parametrów norm emisji pyłów do atmosfery narzucają konieczność zwiększania sprawności układów odpylających, których istotnym zespołem są odpylacze cyklonowe, konstrukcyjnie proste i tanie w eksploatacji. Znany z polskiego opisu patentowego nr 158749 odpylacz cyklonowy ma płaszcz, do którego w górnej, walcowej strefie, z kierunku stycznego i w ramach obrysu płaszcza wprowadzony jest króciec wlotowy gazu. Strefa walcowa płaszcza połączona jest ze strefą stożkową, której wysyp wprowadzony jest do zbiornika pyłu i przesłonięty jest deflektorem. W strefie stożkowej płaszcza wykonane są szczeliny separacyjne, które objęte są z zewnątrz kanałami osypowymi włączonymi do zbiornika pyłu. Szczelinami separacyjnymi podczas przepływu wirowego odprowadzane są wraz z niewielką ilością gazu większe cząsteczki pyłu, co zmniejsza wtórne zawirowanie, lepkość pozorną gazu, zaburzenia procesu odśrodkowej klasyfikacji przy ściance płaszcza - co powoduje istotne zwiększenie skuteczności odpylenia. U góry płaszcz zamknięty jest pokrywą w którą współosiowo z płaszczem wbudowane są: wewnętrzna rura środkowa i zewnętrzny króciec wylotowy. Rura środkowa występuje na długości odpowiadającej wysokości króćca wlotowego, a jej zadaniem jest zminimalizowanie ssącego oddziaływania z króćca wylotowego na stycznie wprowadzany strumień zapylonego gazu.

W innym odpylaczu, przedstawionym w polskim opisie patentowym nr 158 216 rura środkowa wyprowadzona jest na zewnątrz ponad pokrywę płaszcza, gdzie objęta została obudową. W rurę środkową wprowadzony jest króciec wylotowy o nieco mniejszej średnicy, a górny koniec rury środkowej usytuowany jest poniżej, w odstępie szczeliny pierścieniowej od górnej ścianki obudowy. Na pobocznicy rury środkowej, w strefie objętej obudową wykonane są szczeliny separacyjne, a obudowa połączona jest przez króciec ssący z instalacją podciśnieniową. Zjawiska klasyfikacji odśrodkowej na wylocie z odpylacza cechuje niewielka skuteczność.

Odpylacz według wynalazku również posiada walcowy płaszcz ze szczelinami separacyjnymi a ponadto szereg innych cech stwarzających korzystne warunki dla separacji odśrodkowej pyłu. Istota rozwiązania polega na tym, że rura środkowa w odpylaczu występuje na całej długości płaszcza a jej dolny koniec objęty jest przestrzenią pierścieniowej kierownicy nawrotnej, mającej w przekroju poprzecznym kształt zbliżony do litery „V” lub „U”. Kierownica nawrotna w dolnym przegięciu ma wysyp pierścieniowy, otwarty do zbiornika pyłu a między średnicą zewnętrzną kierownicy nawrotnej a średnicą wewnętrzną płaszcza znajduje się szczelina pierścieniowa. W rozwiązaniu takim odpylanie prowadzone jest dwukierunkowo, w strumieniu zstępującym i wstępującym, przy czym wirowy strumień wstępujący przebiega na mniejszym promieniu rury środkowej - co sprzyja separacji bardzo drobnych cząstek pyłu.

Rozwinięcie wynalazku polega na usytuowaniu króćca wlotowego poza obrysem płaszcza, i połączeniu go z płaszczem przez zewnętrzną spiralę dośrodkową mającą ściankę dolną opadającą śrubowo aż do punktu stycznego przejścia w ściankę płaszcza. W wyniku uzyskano znaczne obniżenie oporów przepływu gazów i skrócenie cząstkom drogi sedymentacji. Szczeliny separacyjne wykonane są na bocznej ściance spirali dośrodkowej, a z zewnątrz objęte

190 542 kanałami osypowymi lub pierścieniową obejmą. Przestrzenie kanałów osypowych lub obejmy włączone są w instalację podciśnieniową - co zwiększa skuteczność separacji na szczelinach.

Separacja grubszych cząsteczek pyłu nie tylko eliminuje zaburzenia przepływu zmniejszające skuteczność klasyfikacji odśrodkowej lecz również w wyniku usunięcia czynnika erozji wydłuża żywotność zewnętrznej, czynnej powierzchni cyklonu.

Dalsze rozwinięcie wynalazku polega na tym, że rura środkowa ma dwie, usytuowane w odstępie ścianki: zewnętrzną i wewnętrzną przy czym na ściance wewnętrznej wykonane są szczeliny separacyjne środkowe. Na pokrywie znajduje się pierścieniowa komora odsysająca z którą przez otwory międzyściankowe - wykonane w pokrywie - połączona jest przestrzeń zawarta między oboma ściankami. Drobne pyły koncentrujące się w wirowym strumieniu wstępującym odbierane są w międzyściankową przestrzeń rury środkowej i dalej odsysane do instalacji podciśnieniowej.

Cząstki opadające w dół wychwytywane są do kieszeni dolnej na dolnym końcu rury środkowej. Kieszeń dolna wykonana jest przez dośrodkowe zagięcie w kształt litery „U” ścianki zewnętrznej, obejmującej z odstępem prosty koniec ścianki wewnętrznej.

Kolejne rozwinięcie wynalazku polega na wyposażeniu odpylacza w kilka rur środkowych koncentrycznie zamocowanych do pokrywy. Między rury środkowe wprowadzone są od góry kryzy wydzielające, przy czym między każdą kryzą wydzielającą a usytuowaną wewnątrz niej rurą środkową znajduje się przelot pierścieniowy objęty od góry króćcem wylotowym gazu. Przestrzenie na zewnątrz każdej kryzy wydzielającej ograniczone obejmującą je rurą środkową zamknięte są od góry ścianką - w której wykonane otwory odsysające łączą je z pierścieniowymi komorami odsysającymi przyporządkowanymi każdej rurze środkowej. Komory odsysające połączone są kolektorem ze sobą i instalacją podciśnieniową. Podział strumienia wstępującego na kilka cienkich walcowych warstw skraca drogę cząstek pyłu od rdzenia do przegrody separacyjnej - co zwiększa skuteczność odpylania.

Odpylacz gazu według wynalazku zobrazowany jest przykładowymi wykonaniami pokazanymi na rysunku, którego fig. 1 przedstawia przekrój pionowy przez odpylacz z jedną rurą odśrodkową z wariantowymi - po obu stronach osi -rozwiązaniami kierownicy nawrotnej, zbiorników pyłu i instalacji podciśnieniowej, fig. 2 przekrój pionowy przez inny odpylacz z trzema rurami środkowymi, fig. 3 przekrój poprzeczny prowadzony według linii A-A na fig. 1, a fig. 4 przekrój poprzeczny według linii B-B z fig. 2.

Odpylacz przedstawiony na fig. 1 i 3 posiada walcowy płaszcz 1, zamknięty od góry pokrywą 2 a dolnym końcem połączony ze zbiornikiem pyłu 3. W górną strefę płaszcza 1 wprowadzony jest przez zewnętrzną spiralę dośrodkową 4 króciec wlotowy 5, usytuowany poza obrysem płaszcza 1. Ścianka dolna spirali dośrodkowej 4 opada śrubowo aż do punktu stycznego przejścia w ściankę płaszcza 1. Na ściance bocznej spirali dośrodkowej 4 wykonane są szczeliny separacyjne 6 usytuowane zasadniczo wzdłuż tworzących spirali. Szczeliny separacyjne 6 mogą być wykonane jako perforowany fragment powierzchni spirali - co pokazuje fig. 3 lub jako dośrodkowo odsądzona tylna krawędź szczeliny - według rozwiązania z fig. 4. Wydzielony gaz z grubszymi cząsteczkami pyłu odprowadzany jest do zbiornika pyłu 3 przez kanały osypowe 7 - co realizuje rozwiązanie pokazane na fig. 3, względnie tak jak w rozwiązaniu z fig. 4 - odprowadzany jest w przestrzeń wokół spirali dośrodkowej 4 wydzieloną obejmą 8, z której dalej przepływa przez króciec ssący I 9 włączony w instalację podciśnieniową 10. Skutecznym jest również rozwiązanie w którym w dolną ściankę obejmy 8 wbudowany jest kanał lub kanały zsypowe 11, włączone w przestrzeń zbiornika pyłu 3 lub do króćca ssącego II 12, którego otwór ssący znajduje się przy dnie zbiornika pyłu 3. We wszystkich powyżej opisanych rozwiązaniach wydzielanie grubych cząsteczek przez szczeliny separacyjne 6 dokonuje się przy współoddziaływaniu zjawisk odśrodkowych wspomaganych podciśnieniem zasysającym do przestrzeni na zewnątrz szczeliny. Koncentrycznie z płaszczem 1, w pokrywie 2 zamocowana jest od dołu rura środkowa 113 a na górze stożkowy króciec wylotowy 14. częściowo wprowadzony w rurę środkową I 13. Rura środkowa I 13 występuje na całej długości płaszcza 1 aż do strefy bliskiej połączenia ze zbiornikiem pyłu 3. Jej dolny koniec objęty jest przestrzenią pierścieniowej kierownicy nawrotnej 15, której średnica zewnętrzna jest mniejsza od średnicy wewnętrznej płaszcza 1 o wielkość szczeliny pierścieniowej 16. Kierownica nawrotna 15 w przekroju poprzecznym ma kształt zbliżony do litery „U”

190 542 lub „V”, a w dolnym przegięciu posiada wysyp pierścieniowy 17 otwarty do zbiornika pyłu 3. W zakresie powierzchni wysypu pierścieniowego 17 jak i środkowej powierzchni między środkowymi ramionami kierownicy nawrotnej 15 zabudowane sądeflektory 18. Rurę środkową I 13 tworzą dwie, usytuowane w odstępie od siebie ścianki: zewnętrzna 19 i wewnętrzna 20. Na ściance wewnętrznej 20 wykonane są szczeliny separacyjne środkowe 21, o rozwiązaniu podobnym do opisanych powyżej szczelin separacyjnych 6 na spirali dośrodkowej 4. Przestrzeń zawarta między ściankami 19 i 20 połączona jest przez wykonane w pokrywie 2 otwory międzyściankowe 22 z komorą odsysającą 23. Komora odsysająca I 23 ma kształt pierścienia obejmującego króciec wylotowy 14 i przez króciec ssący III 24 włączona jest w instalację podciśnieniową 10. Do przestrzeni komory odsysającej 1 23 doprowadzone są również wykonane przez pokrywę 2 otwory odsysające 25, styczne do wewnętrznego obwodu ścianki wewnętrznej 20 rury środkowej I 13. Na dolnym końcu rury środkowej I 13 wykonana jest kieszeń dolna 26. utworzona przez dośrodkowe zagięcie w kształt litery „U” ścianki zewnętrznej 19, obejmującej z odstępem prosty koniec ścianki wewnętrznej 20. W instalacjach odpylania gazów o niskiej temperaturze korzystny efekt uzyskuje się przez osadzenie w kieszeni dolnej 26 trwałych magnesów 27. W celu podtrzymania wirującego strumienia w rurze środkowej 113 w jej otworze wlotowym wbudowany jest łopatkowy zawirowywacz 28.

Odpylacz pokazany na fig. 2 różni się od powyżej opisanego tym, że posiada trzy koncentryczne rury środkowe: 113, II 29, III 30 oraz odmiennie skonstruowany zespół pokrywy 2. W górne przestrzenie między rurami środkowymi I 13. II 29, III 30_wprowadzone są kryzy wydzielające 31, z zamocowanymi przy dolnym końcu, po stronie zewnętrznej kołnierzami 32. Na pokrywie 2 zabudowane są trzy pierścieniowe komory odsysające: I 23, II 33, DI 34 częściowo przesłaniające każdą z przelotowych powierzchni między rurami środkowymi 113, II 29, HI 30. Oczyszczony gaz przepływa przez przeloty pierścieniowe 35, objęte od góry króćcem wylotowym 14. Komory odsysające I 23, II 33, HI 34 połączone są przez kolektor 36 z króćcem ssącym III 24.

Przedstawione rozwiązania odpylaczy nadają się szczególnie dla instalacji wielostopniowej, wysokiej skuteczności oczyszczania gazu. Wbudowane na pierwszym stopniu odpylania dają na wyjściu króćca wylotowego 14 główny strumień gazu o czystości finalnej a na wyjściu króćców ssących niewielką ilość gazu z wysoką koncentracją pyłu. Strumień gazu z pyłem, po odciążeniu od pyłu - przykładowo w następnym cyklonie - kierowany może być na filtr ceramiczny, elektrofiltr lub w kanał przed pierwszym stopniem odpylania, z recyrkulacją w obiegu zamkniętym.

190 542

14 33 2

FIG.2

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Cyklonowy odpylacz gazu posiadający walcowy płaszcz, króciec wlotowy wprowadzony stycznie w górną strefę płaszcza, pokrywę z wewnętrzną rurą środkową i zewnętrznym króćcem wylotowym gazu oraz zbiornik pyłU zabudowany na dolnym końcu płaszcza, ponad to, w którym na powierzchni wewnętrznej płaszcza wykonane są szczeliny separacyjne połączone ze zbiornikiem pyłu, znamienny tym, że rura środkowa (13, 29, 30) występuje na całej długości płaszcza (1) a jej dolny koniec objęty jest przestrzenią pierścieniowej kierownicy nawrotnej (15), mającej w przekroju poprzecznym kształt zbliżony do litery „V” lub „U” oraz która w dolnym przegięciu ma wysyp pierścieniowy (17) otwarty do zbiornika pyłu (3), przy czym między średnicą zewnętrzną kierownicy nawrotnej (15) a średnicą wewnętrzną płaszcza (1) znajduje się szczelina pierścieniowa (16).
2. 2. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że w rzucie poziomym króciec wlotowy (5) usytuowany jest poza obrysem płaszcza (1), z którym połączony jest przez zewnętrzną spiralę dośrodkową (4) mającą ściankę dolną opadającą śrubowo aż do punktu stycznego przejścia w ściankę płaszcza (1).
3. 3. Odpylacz według zastrz. 2, znamienny tym, że szczeliny separacyjne (6) wykonane są na ściance bocznej spirali dośrodkowej (4).
4. 4. Odpylacz według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że szczeliny separacyjne (6) objęte są z zewnątrz kanałami osypowymi (7), doprowadzonymi do zbiornika pyłu (3).
5. 5. Odpylacz według zastrz. 3, znamienny tym, że przestrzeń wokół spirali dośrodkowej (4) zamknięta jest pierścieniową obejmą (8), w której ściankę wbudowany jest króciec ssący I (9).
6. 6. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefie dna zbiornika pyłu (3) włączony jest króciec ssący II (12).
7. 7. Odpylacz według zastrz. 3, znamienny tym, że przestrzeń wokół spirali dośrodkowej (4) zamknięta jest pierścieniową obejmą (8) połączoną przez kanał zsypowy (11) z króćcem ssącym II (12).
8. 8. Odpylacz według zastrz. 6, znamienny tym, że szczeliny separacyjne (6) objęte są z zewnątrz kanałami osypowymi (7) doprowadzonymi do króćca ssącego II (12).
9. 9. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że rura środkowa (13) ma dwie, usytuowane w odstępie ścianki: zewnętrzną (19) i wewnętrzną (20), przy czym na ściance wewnętrznej (20) wykonane są szczeliny separacyjne środkowe (21), natomiast na pokrywie (2) znajduje się pierścieniowa komora odsysająca I (23) z którą przez otwory międzyściankowe (22) wykonane w pokrywie (2) po łączona jest przestrzeń zawarta między oboma ściankami (19, 20).
10. 10. Odpylacz według zastrz. 9, znamienny tym, że na dolnym końcu rury środkowej (13) znajduje się kieszeń dolna (26), wykonana przez dośrodkowe zagięcie w kształt litery „U” ścianki zewnętrznej (19), obejmującej z odstępem prosty koniec ścianki wewnętrznej (20).
11. 11. Odpylacz według zastrz. 1 albo 9, znamienny tym, że w górny koniec rury środkowej (13) wprowadzony jest stożkowy króciec wylotowy (14), a w pokrywie (2) między króćcem wylotowym (14) a rurą środkową (13) wykonane są otwory odsysające (25) objęte komorą odsysającą I (23).
12. 12. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada kilka rur środkowych (13, 29, 30), koncentrycznie zamocowanych do pokrywy (2), między które wprowadzone są od góry kryzy wydzielające (31), przy czym między każdą kryzą oddzielającą (31) a usytuowaną wewnątrz niej rurą środkową (13, 29, 30) znajduje się przelot pierścieniowy (35) objęty od góry króćcem wylotowym (14) gazu, natomiast przestrzenie na zewnątrz każdej kryzy wydzielającej (31) ograniczone obejmującą je rurą środkową (13, 29, 30) zamknięte są od góry ścianką w której wykonane otwory odsysające (25) łączą je z pierścieniowymi komorami od190 542 sysającymi I, II, DI (23, 33, 34), przyporządkowanymi każdej rurze środkowej (13, 29, 30) i połączonymi kolektorem (36) ze sobą i instalacją podciśnieniową (10).
13. 13. Odpylacz według zastrz. 12, znamienny tym, że na dolnym końcu każdej kryzy wydzielającej (31) znajduje się zewnętrzny kołnierz (32).
14. 14. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że na dolnym końcu rury środkowej (13) zabudowany jest łopatkowy zawirowywacz (28).
15. 15. Odpylacz według zastrz. 1 albo 12, znamienny tym, że zewnętrzna powierzchnia rur środkowych (13, 29, 30) pokryta jest powłoką o właściwościach antyadhezyjnych, zwłaszcza teflonem.