[go: up one dir, main page]

RU2027525C1 - Cyclon-type trap - Google Patents

Cyclon-type trap Download PDF

Info

Publication number
RU2027525C1
RU2027525C1 SU5015374A RU2027525C1 RU 2027525 C1 RU2027525 C1 RU 2027525C1 SU 5015374 A SU5015374 A SU 5015374A RU 2027525 C1 RU2027525 C1 RU 2027525C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
radius
pipe
flow
air
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.П. Гдалевич
А.Н. Гладырев
А.Н. Глушаков
В.Ф. Сурмач
Original Assignee
Акционерное общество "Промтекстиль"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Промтекстиль" filed Critical Акционерное общество "Промтекстиль"
Priority to SU5015374 priority Critical patent/RU2027525C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2027525C1 publication Critical patent/RU2027525C1/en

Links

Landscapes

  • Cyclones (AREA)

Abstract

FIELD: textile industry; extraction of foreign particles from air-cotton mix being conveyed. SUBSTANCE: cyclon-type trap has cylindrical housing 1, branch pipe 2 for feeding flow to be cleaned and axial pipe 4 for discharging cleaned flow. Ring-shaped nozzle 5 opposes concentrically entry opening of pipe 4 and is intended to supply auxiliary air flow. Size of nozzle is selected with the use of special formulas. EFFECT: improved quality of cleaning. 1 dwg

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к центробежным устройствам в системе пневмотранспорта и предназначено для отделения инородных тел от транспортируемой воздушно-хлопковой смеси. The invention relates to the textile industry, in particular to centrifugal devices in a pneumatic transport system, and is intended to separate foreign bodies from the transported air-cotton mixture.

Известны типовые циклоны для очистки рабочей среды, представляющие собой конус с короткой цилиндрической частью, имеющей входной (питающий) патрубок, к которому подается рабочая среда. Корпус циклона оснащен выходной трубой и бункер-ловушкой. Питающий патрубок расположен так, что рабочая среда вводится в циклон по касательной и вращается в нем с образованием внешнего и внутреннего потоков. Под действием центробежных сил инородные тела подводятся к стенке циклона и попадают в бункер, при этом очищенная смесь движется в центральной части циклона, образуя внутренний вихревой поток [1]. Typical cyclones for cleaning the working medium are known, which are a cone with a short cylindrical part having an inlet (supply) pipe to which the working medium is supplied. The cyclone body is equipped with an outlet pipe and a hopper trap. The supply pipe is located so that the working medium is introduced tangentially into the cyclone and rotates in it with the formation of external and internal flows. Under the action of centrifugal forces, foreign bodies are brought to the cyclone wall and enter the hopper, while the purified mixture moves in the central part of the cyclone, forming an internal vortex flow [1].

Недостатками данного устройства являются большое аэросопротивление, низкая эффективность сепарации и отсутствие стабилизации работы циклона. Большое аэросопротивление обусловлено многократностью вращения потока и значительной высотой устройства. Низкая эффективность очистки связана с невозможностью создания значительных центробежных сил без существенного увеличения сопротивления устройства и его размеров. Стабилизация работы циклона нарушается вследствие забивания воздушно-хлопковой смесью объемов корпуса циклона. The disadvantages of this device are the large aerosol resistance, low separation efficiency and the lack of stabilization of the cyclone. The large aerosol resistance is due to the multiple rotation of the flow and the considerable height of the device. Low cleaning efficiency is associated with the impossibility of creating significant centrifugal forces without a significant increase in the resistance of the device and its size. The stabilization of the cyclone is violated due to clogging of the volumes of the cyclone body with an air-cotton mixture.

Известно также устройство вихревого сепаратора, который с целью повышения степени сепарации снабжен дополнительным патрубком для подачи газа в циклонную камеру. Дополнительный патрубок установлен тангенциально в корпусе над входным патрубком [2]. A device of a vortex separator is also known, which, in order to increase the degree of separation, is equipped with an additional nozzle for supplying gas to the cyclone chamber. An additional pipe is installed tangentially in the housing above the inlet pipe [2].

К недостаткам данного устройства следует отнести высокое аэросопротивление циклонной камеры, что объясняется высоким уровнем закрутки потока, и низкую стабилизацию работы циклона вследствие возможности забивания воздушно-хлопковой смесью рабочих трактов устройства. The disadvantages of this device include the high aerosol resistance of the cyclone chamber, which is explained by the high level of swirling flow, and the low stabilization of the cyclone due to the possibility of clogging with the air-cotton mixture of the working paths of the device.

Целью изобретения является обеспечение стабилизации работы устройства за счет исключения забивания воздушно-хлопковой смесью выходной трубы и снижения аэросопротивления ловушки. The aim of the invention is to stabilize the operation of the device by eliminating clogging with the air-cotton mixture of the outlet pipe and reducing the drag of the trap.

Поставленная цель достигается тем, что ввод вспомогательного потока воздуха выполнен в виде кольцевого сопла, направленного в сторону входного отверстия трубы вывода концентрично ей. При этом размеры сопла определяются по формуле rв= r

Figure 00000004
и rн < rвых, где rвых - радиус трубы вывода; rвх - радиус патрубка ввода; rв - средний радиус сопла; rн - наружный радиус сопла; φ - коэффициент заполнения, определяемый из уравнения
Figure 00000005
= (1-φ)
Figure 00000006
, где Rц - радиус корпуса.This goal is achieved in that the input of the auxiliary air flow is made in the form of an annular nozzle directed towards the inlet of the outlet pipe concentrically to it. In this case, the nozzle dimensions are determined by the formula r in = r
Figure 00000004
and r n <r o , where r o is the radius of the outlet pipe; r I - the radius of the input pipe; r in - the average radius of the nozzle; r n is the outer radius of the nozzle; φ - duty cycle, determined from the equation
Figure 00000005
= (1-φ)
Figure 00000006
where R C is the radius of the housing.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенная новизна". The proposed technical solution meets the criterion of "significant novelty."

На чертеже изображена принципиальная схема циклонной ловушки. The drawing shows a schematic diagram of a cyclone trap.

Циклонная ловушка состоит из цилиндрического корпуса 1, снабженного входным тангенциальным патрубком 2, и сборника 3 отделенных примесей. В корпусе размещены осевая труба 4 вывода очищенного потока и кольцевое сопло 5. The cyclone trap consists of a cylindrical body 1 provided with an inlet tangential branch pipe 2, and a collector 3 of separated impurities. An axial tube 4 of the output of the cleaned stream and an annular nozzle 5 are placed in the housing.

Циклонная ловушка работает следующим образом. The cyclone trap works as follows.

Рабочая среда (воздушно-хлопковая смесь) поступает в циклонную камеру корпуса 1 ловушки по тангенциальному патрубку 3 ввода. Тангенциальный подвод рабочей среды обеспечивает закрутку потока, в котором разливают две области течения: область потенциального течения, где выполняется условие постоянства циркуляции ur = const, u - окружная составляющая скорости на текущем радиусе r, и область приосевого течения рабочей среды, где она вращается как твердое тело, т.е. u = Wr, где w - угловая скорость вращения. Граница между этими областями проходит по окружности радиуса rв= r

Figure 00000007
, где φ - коэффициент заполнения, определяемый из уравнения
Figure 00000008
= (1-φ)
Figure 00000009
, где Rц, rвх, rвых - радиусы цилиндрического корпуса, патрубка ввода очищаемого потока, трубы вывода очищенного потока соответственно. На радиусе rв величина окружной составляющей скорости U имеет наибольшее значение, которое определяется уровнем закрутки потока и определяет аэросопротивление циклонной ловушки, так как большая часть располагаемой энергии потока расходуется на создание окружной скорости.The working medium (air-cotton mixture) enters the cyclone chamber of the housing 1 of the trap along the tangential pipe 3 input. The tangential inlet of the working medium provides a flow swirl in which two flow regions are poured: the potential flow region, where the condition of constant circulation is met ur = const, u is the peripheral velocity component at the current radius r, and the region of the axial flow of the working medium, where it rotates as a solid body i.e. u = Wr, where w is the angular velocity of rotation. The boundary between these regions runs along a circle of radius r in = r
Figure 00000007
where φ is the duty cycle determined from the equation
Figure 00000008
= (1-φ)
Figure 00000009
where R c , r in , r out - the radii of the cylindrical body, the input pipe of the cleaned stream, the output pipe of the cleaned stream, respectively. At a radius r in the value of the peripheral component of the velocity U has the greatest value, which is determined by the level of swirling the flow and determines the drag of the cyclone trap, since most of the available flow energy is spent on creating the peripheral speed.

Поскольку созданный благодаря тангенциальному подводу рабочей среды момент количества движения (закрутка) остается примерно постоянным при движении рабочей среды, то при уменьшении r (сужение потока) возрастает окружная составляющая скорости и возникают центробежные силы, прижимающие поток к стенке. Под действием центробежных сил инородные тела, обладающие большей плотностью, чем воздушно-хлопковая смесь, подводятся к стенке циклона и попадают в сборник 3 отделенных примесей. Очищенная воздушно-хлопковая смесь поднимается по внешней поверхности осевой трубы 4 вывода и на ее срезе захватывается вспомогательным потоком воздуха, вытекающего из кольцевого сопла 5. Подача вспомогательного потока воздуха из кольцевого сопла по окружности rв, во-первых, снижает уровень максимума окружной составляющей скорости за счет сообщения закрученному потоку дополнительного движения параллельного оси трубы и вывода, а во-вторых, создает эффект эжекции, обусловленный поступательным осевым движением воздуха. Вспомогательный поток воздуха разрушает внутренний вихрь и продавливает воздушно-хлопковую смесь, снижая вероятность забивания трубы вывода рабочей смесью. С целью повышения эффективности работы ловушки как струйного насоса наружный радиус кольцевого сопла rн выполнен меньшим, чем радиус трубы вывода rвых, т.е. rн < rвых.Since the moment of momentum (swirl) created due to the tangential supply of the working medium remains approximately constant during the movement of the working medium, with decreasing r (narrowing of the flow), the peripheral velocity component increases and centrifugal forces arise that press the flow against the wall. Under the action of centrifugal forces, foreign bodies having a higher density than the air-cotton mixture are brought to the cyclone wall and fall into the collection of 3 separated impurities. The cleaned cotton-air mixture rises along the outer surface of the axial outlet pipe 4 and is entrained at its slice by an auxiliary stream of air flowing from the annular nozzle 5. The supply of an auxiliary air stream from the annular nozzle along the circumference r in , firstly, reduces the maximum level of the peripheral velocity component due to the message to the swirling flow of additional movement parallel to the axis of the pipe and the output, and secondly, it creates an ejection effect due to the translational axial movement of air. The auxiliary air stream destroys the inner vortex and pushes the air-cotton mixture, reducing the likelihood of clogging of the outlet pipe with the working mixture. In order to increase the efficiency of the trap as a jet pump, the outer radius of the annular nozzle r n is made smaller than the radius of the outlet pipe r o , i.e. r n <r o

Примером конкретного выполнения предложенного устройства может служить циклонная ловушка, установленная на магистрали пневмотранспорта воздушно-хлопковой смеси, имеющая радиус 0,1 м. При этом радиусы входного тангенциального патрубка 2 и осевой трубы 4 вывода равны радиусу магистрали пневмотранспорта, т.е. rвх = rвых = 0,1 м. Из условия обеспечения закрутки потока посредством тангенциального подвода рабочего тела в камеру закручивания без значительного увеличения аэросопротивления назначается радиус цилиндрического корпуса Rц = 0,225 м. При выбранных размерах элементов циклонной ловушки из уравнения (1) определяется величина коэффициента заполнения φ= 0,6, а затем средний радиус сопла rв=0,1

Figure 00000010
=0,0635 м. Поскольку расход рабочего тела (воздушно-хлопковой смеси) составляет 1,5 м3/с, а его скорость 25 м/с, то выбирая расход вспомогательного воздуха 0,15 м3/с и скорость истечения вспомогательного потока воздуха 35 м/с, из уравнения расхода можно найти толщину кольцевого сопла, равную 0,01 м. По известному среднему радиусу сопла и толщине определяется наружный радиус сопла rн = =0,0685 м, который обеспечивает выполнение неравенства rн < rвых.An example of a specific implementation of the proposed device can be a cyclone trap installed on the pneumatic conveying line of the air-cotton mixture having a radius of 0.1 m. In this case, the radii of the inlet tangential branch pipe 2 and the axial outlet pipe 4 are equal to the radius of the pneumatic conveying line, i.e. r in = r out = 0.1 m. From the condition of ensuring the swirling of the flow by means of a tangential supply of the working fluid into the swirling chamber without a significant increase in drag, the radius of the cylindrical body R c = 0.225 m is assigned. For the selected sizes of the elements of the cyclone trap from equation (1) is determined the value of the fill factor φ = 0.6, and then the average radius of the nozzle r in = 0.1
Figure 00000010
= 0.0635 m. Since the flow rate of the working fluid (air-cotton mixture) is 1.5 m 3 / s and its speed is 25 m / s, choosing the flow rate of auxiliary air 0.15 m 3 / s and the flow rate of the auxiliary flow air 35 m / s, from the flow equation you can find the thickness of the annular nozzle equal to 0.01 m. From the known average radius of the nozzle and the thickness, the outer radius of the nozzle r n = 0.0685 m is determined, which ensures the inequality r n <r o .

Предложенное устройство обладает по сравнению с известным, выбранным в качестве прототипа, рядом преимуществ:
обеспечивает стабилизацию работы циклонной ловушки за счет создания эжектирующего эффекта и дополнительного скоростного напора на входе осевой трубы вывода очищенного потока;
снижает аэросопротивление циклонной ловушки вследствие уменьшения величины окружной составляющей скорости, разрушения внутреннего вихря и сообщения дополнительной энергии потоку воздушно-хлопковой смеси;
снижает аэросопротивление участка пневмотранспортной магистрали, расположенной вниз по потоку за ловушкой, и улучшает условия работы агрегатов транспортной магистрали за счет разрушения вихревой структуры потока на выходе из ловушки.
The proposed device has compared with the known, selected as a prototype, a number of advantages:
provides stabilization of the cyclone trap due to the creation of an ejecting effect and an additional high-speed pressure at the inlet of the axial pipe output of the cleaned stream;
reduces the aerosol resistance of the cyclone trap due to a decrease in the peripheral velocity component, destruction of the inner vortex and additional energy flow to the air-cotton mixture flow;
reduces the air resistance of the section of the pneumatic transport line located downstream of the trap, and improves the working conditions of the aggregates of the transport line due to the destruction of the vortex structure of the stream at the exit of the trap.

Claims (1)

ЦИКЛОННАЯ ЛОВУШКА, содержащая цилиндрический корпус, патрубок ввода очищаемого потока, осевую трубу вывода очищенного потока, ввод вспомогательного потока воздуха, сборник отделенных примесей, отличающаяся тем, что ввод вспомогательного потока выполнен в виде кольцевого сопла, направленного в сторону входного отверстия трубы вывода, концентрично ей, при этом размеры сопла определены по формулам
Figure 00000011

rн < rв ы х,
где rв ы х - радиус трубы вывода;
rв х - радиус патрубка ввода;
rв - средний радиус сопла;
rн - наружный радиус сопла;
φ - коэффициент заполнения, определяемый из уравнения
Figure 00000012

где Rц - радиус корпуса.
A CYLON TRAP containing a cylindrical body, a nozzle for introducing a stream to be cleaned, an axial pipe for withdrawing a purified stream, an inlet of an auxiliary air stream, a collection of separated impurities, characterized in that the inlet of the auxiliary stream is made in the form of an annular nozzle directed toward the inlet of the outlet pipe, concentrically to it while the nozzle dimensions are determined by the formulas
Figure 00000011

r n <r s in x,
where r in s x is the radius of the outlet pipe;
r in x is the radius of the input pipe;
r in - the average radius of the nozzle;
r n is the outer radius of the nozzle;
φ - duty cycle, determined from the equation
Figure 00000012

where R c is the radius of the housing.
SU5015374 1991-12-02 1991-12-02 Cyclon-type trap RU2027525C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5015374 RU2027525C1 (en) 1991-12-02 1991-12-02 Cyclon-type trap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5015374 RU2027525C1 (en) 1991-12-02 1991-12-02 Cyclon-type trap

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2027525C1 true RU2027525C1 (en) 1995-01-27

Family

ID=21590955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5015374 RU2027525C1 (en) 1991-12-02 1991-12-02 Cyclon-type trap

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2027525C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453355C1 (en) * 2010-10-13 2012-06-20 Андрей Владимирович Ченцов Method of gas cleaning of disperse particles

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Справочник по пыле- и золоудалению. /Под ред. А.А.Русанова. М.: Энергоатомиздат, 1983, с.56-66. *
2. Авторское свидетельство СССР N 904792, кл. B 04C 5/18, 1982. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453355C1 (en) * 2010-10-13 2012-06-20 Андрей Владимирович Ченцов Method of gas cleaning of disperse particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3372532A (en) Dry separator
US3684093A (en) Method and apparatus for separating particles from particle-laden fluid
US4756729A (en) Apparatus for separating dust from gases
US6802881B2 (en) Rotating wave dust separator
US6596170B2 (en) Long free vortex cylindrical telescopic separation chamber cyclone apparatus
JPH0278456A (en) Spiral tube type gas removing apparatus
EP1205251A1 (en) Cyclonic fluid cleaning apparatus
US20110226129A1 (en) Cyclone separator and separation method
GB1425999A (en) Centrifugal separators
US3710554A (en) Wet collector
US3358844A (en) Device for increasing the total amount of separation of a vortex separator
US2847087A (en) Dust collectors
JPH05161861A (en) Cyclone dust collector
EP0119203B1 (en) Abrasive fluid jet apparatus
EP0360360B1 (en) Swirl tube separator
RU2027525C1 (en) Cyclon-type trap
AU2002348856A1 (en) Gas scrubber
GB1401331A (en) Grader for fine-grained material
RU2030699C1 (en) Aggregate for dispersive materials drying
JPH0663452A (en) Cyclone separator
CZ285066B6 (en) Apparatus for separating at least one substance from liquid or gaseous medium
US4025320A (en) Dry dust collector
US2806550A (en) Dust separators or concentrators of the cyclone type
RU2132750C1 (en) Vortex dust catching method and apparatus
TW202410950A (en) Separator