RU24401U1 - Циклон - Google Patents

Abstract

Циклон, содержащий корпус, состоящий из верхней обечайки с подводящим штуцером и тангенциальным сопловым вводом и нижней обечайки большего диаметра, соединенных между собой внешней сферической стенкой, осевую отводящую трубу, имеющую на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку, эквидистантную внешней, и переходящую в тороидальную стенку, камеру закручивания, образованную внутренней полостью тангенциального соплового ввода, выходной штуцер, камеру-сборник, расположенную над тангенциальным сопловым вводом, отделенную от камеры закручивания стенкой, и сообщающуюся с ней отверстиями, и трубку для отвода конденсата, совмещающую внутреннюю полость тороидальной стенки с нижней частью корпуса циклона, отличающийся тем, что перед тороидальной стенкой отводящей трубы расположен теплообменник, вход которого совмещен с выходом охлажденного газового потока вихревой трубы, используемой для измерения влажности сжатого газа, истекающего из выходного штуцера циклона.

Description

2 OOElDoe54

МПКВ04С5/103

ЦИКЛОН

Изобретение относится к устройствам очистки и осушки сжатых газов.

Известен противоточный циклон, в котором в камере сепарации расположены поворотные вставки, подкручивающие газовый поток, поворачивающийся перед ними на 180° 1. В поворотных вставках осуществляется вторичная сепарация сжатого газа.

Однако вторичная сепарация невелика, так как газ после разворота на 180° не испытывает никаких термодинамических изменений (его давление и температура остаются постоянными).

Известен также циклон, у которого осевая отводящая труба имеет на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку, эквидистантную внешней сферической стенке корпуса циклона, и переходящую в тороидальную поверхность меньшего радиуса кривизны, камера закручивания образована внутренней полостью тангенциального соплового ввода, а камера-сборник отделена от камеры закручивания стенкой, сообщается с ней отверстиями и совмещена с верхним концом осевой трубы 2.

В данном циклоне эквидистантные сферические стенки образуют диффузор, на тороидальной поверхности происходит разворот потока сжатого газа на 180°, а вторичная сепарация осуществляется во внутренней полости сферического диффузора. Процесс вторичной сепарации усиливается за счет индуцирования акустических колебаний камеройсборником.

Однако, мощность акустических колебаний невелика, поэтому снижение температуры точки росы, вызванное колебаниями также невелико.

Известна установка для осушки газа, содержащая вихревую трубу и циклон. Холодный воздух из вихревой трубы поступает в циклон, где сепарируется выделившаяся влага 3.

Вихревая труба разделяет сжатый газ на охлажденный и подогретый потоки, причем эффект охлаждения тем выше, чем меньше доля охлажденного потока и чем выше перепад давления. Поэтому данная установка осушает только часть газа при значительном снижении его давления.

Известно также техническое решение, реализуюп1,ее способ измерения влажности газа, в котором величина влагосодержания сжатого газа измеряется по величине эффекта охлаждения вихревой трубы 4.

Охлажденный газ после данного устройства не используется.

За прототип принят циклон 2, дополненный устройством, реализующим способ 4.

Целью изобретения является повышение степени осушения сжатого газа в циклоне за счет использования холодопроизводительности вихревой трубы, применяемой для измерения влажности сжатого газа.

Поставленная цель достигается тем, что в циклоне, содержаш;ем корпус, состояш,ий из верхней обечайки с подводящим штуцером и тангенциальным сопловым вводом и нижней обечайки большего диаметра, соединенных между собой внешней сферической стенкой, осевую отводящую трубу, имеющую на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку, эквидистантную внешней, и переходящую в тороидальную стенку, камеру закручивания, образованную внутренней полостью тангенциального соплового ввода, выходной штуцер, камеру-сборник, расположенную над тангенциальным сопловым вводом, отделенную от камеры закручивания стенкой, и сообщающуюся с ней отверстиями, и трубку для отвода конденсата, совмещающую внутреннюю полость тороидальной стенки с нижней частью корпуса циклона, перед тороидальной стенкой отводящей трубы расположен теплообменник, вход которого совмещен с выходом охлажденного газового потока вихревой трубы, используемой для измерения влажности сжатого газа, истекающего из выходного штуцера циклона.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа наличием теплообменника перед тороидальной стенкой отводящей трубы, вход которого совмещен с выходом охлажденного газового потока вихревой трубы, используемой для измерения влажности осушаемого сжатого газа.

Таким образом, в предложенную конструкцию вводятся новые элементы: вихревая труба, используемая для измерения влажности сжатого газа, истекающего из выходного штуцера циклона, и теплообменник, что доказывает соответствие предложенного технического решения критерию «новизна.

Так как в вихревой трубе протекает газ, очищенный и осушенный в циклоне, то поток охлажденного газа на выходе из вихревой трубы имеет температуру на 20.. .40 °С ниже температуры газа на входе в циклон. Этот охлажденный поток газа подается в теплообменник, расположенный перед тороидальной стенкой отводящей трубы циклона. Сжатый газ в циклоне соприкасается с внешней стенкой теплообменника, имеющей температуру на 15...30 °С ниже температуры сжатого воздуха. Вода, содержащаяся в газе в виде пара, конденсируется на стенках теплообменника.

По своей холодопроизводительности вихревая труба измерителя влажности не способна заметно охладить сжатый газ в циклоне, но способна конденсировать влагу, содержащуюся в газе в виде пара.

Влага, выделившаяся в потоке сжатого газа, сепарируется во внутренней полости тороидальной стенки и стекает по трубке для отвода конденсата в нижнюю часть циклона. Влага, движущаяся вместе с газовым потоком по внутренней поверхности отводящей трубы в виде пленки, попадает в камерусборник и подсасывается через отверстия в камеру закручивания.

В результате конденсации и сепарации влаги точка росы сжатого газа может понизиться на 15...30 °С. Затраты сжатого газа, связанные с работой вихревой трубы, оправданы в данном случае другой функцией вихревой трубы - функцией измерения влажности сжатого газа.

Таким образом, применение известного устройства для замера влажности по новому назначению в сочетании с известными элементами циклона приводит к значительному снижению точки росы осушаемого сжатого газа, что обуславливает полезность отличий предложенного технического решения.

Отличительные признаки в своей совокупности не были использованы по предложенному назначению в других технических решениях в данной области техники, они являются необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели, то есть повышения степени осушки сжатого газа.

На фиг. 1 показан продольный разрез предложенного циклона. На фиг.2 сечение А-А фиг. 1.

Циклон содержит штуцер 1 для подвода сжатого газа, тангенциальный сопловый ввод 2, камеру закручивания 3, верхнюю обечайку 4, соединенную внешней сферической стенкой 5 с нижней обечайкой 6, осевую отводяп,ую трубу 7, имеюш;ую на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку 8, переходящую в половину тора 9 с трубкой 10 для отвода конденсата, патрубок 11 для удаления масла, влаги и твердых частиц, теплообменник 12, вихревую трубу 13, входяш;ую в состав измерителя влажности 14, камерусборник 15с торцовой стенкой 16, имеющей отверстия 17, и выходной штуцер 18, имеющий зазор 19 с верхним концом отводящей трубы 7.

Циклон работает следующим образом.

Сжатый воздух или газ поступает через штуцер 1 и тангенциальный сопловой ввод 2 в камеру закручивания 3, где приобретает вращательное движение. Нод действием центробежных сил частицы масла, воды и механических примесей отбрасываются на поверхность верхней обечайки 4, сферической стенки 5 и нижней обечайки 6, откуда удаляются через патрубок 11. Закрученный поток сжатого газа обтекает криволинейные поверхности 8 и 9 и входит в отводящую трубу 7. Так как при этом радиус потока вращающегося газа уменьшается, то увеличиваются центробежные

силы. Перед входом в отводящую трубу 7 газ проходит вдоль поверхности теплообменника 12, по которому протекает охлажденный газовый поток из вихревой трубы 13 измерителя влажности 14. Поток охлажденного газа на выходе из вихревой трубы имеет температуру на 20.. .40 С ниже температуры газа на входе в циклон. Сжатый газ в циклоне соприкасается с внешней стенкой теплообменника 12, имеющей температуру на 15...30 °С ниже температуры сжатого воздуха. Вода, содержащаяся в газе в виде пара, конденсируется на стенках теплообменника. Влага, выделившаяся в потоке сжатого газа, сепарируется во внутренней полости тороидальной стенки 9 и стекает по трубке для отвода конденсата 10 в нижнюю часть циклона. Влага, движущаяся вместе с газовым потоком по внутренней поверхности отводящей трубы 7 в виде пленки, попадает через щель 19 в камеру-сборник 15 и подсасывается через отверстия 17 в камеру закручивания 3.

В результате конденсации и сепарации влаги точка росы сжатого газа может понизиться на 15.. .30 °С, что выше, чем у аналогов, на 5... 10 °С.

Авторы:

Заявитель:

Зам.директора ООО «Газодинамиче кие ; ;,

аппараты , :/ ...

А.Н.Балалаев

М.А.Паренюк

..Н.Савельева

т.

liv.. С- iS

-:.;-л: -.

Claims (1)

1. Циклон, содержащий корпус, состоящий из верхней обечайки с подводящим штуцером и тангенциальным сопловым вводом и нижней обечайки большего диаметра, соединенных между собой внешней сферической стенкой, осевую отводящую трубу, имеющую на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку, эквидистантную внешней, и переходящую в тороидальную стенку, камеру закручивания, образованную внутренней полостью тангенциального соплового ввода, выходной штуцер, камеру-сборник, расположенную над тангенциальным сопловым вводом, отделенную от камеры закручивания стенкой, и сообщающуюся с ней отверстиями, и трубку для отвода конденсата, совмещающую внутреннюю полость тороидальной стенки с нижней частью корпуса циклона, отличающийся тем, что перед тороидальной стенкой отводящей трубы расположен теплообменник, вход которого совмещен с выходом охлажденного газового потока вихревой трубы, используемой для измерения влажности сжатого газа, истекающего из выходного штуцера циклона.