Cyclone este un dispozitiv destinat purificării aerului și folosit în ingineria transporturilor, industria chimică și metalurgică. Ciclonul este alcătuit dintr-un corp, o conductă de admisie și o ramă de ieșire, o conductă de evacuare. Țeava de evacuare este realizată sub forma unui difuzor, care formează un canal inelar împreună cu partea conică a corpului. Difuzorul are un unghi de expansiune central de 5-8 ° și un raport de dilatare de 1,5-2,0, iar raportul dintre lățimea canalului inelar și lățimea orificiului de admisie este de 1,0-1,2. La conducta de evacuare, lungimea de instalare în corpul ciclonului se referă la diametrul ciclonului însuși ca 1,15-1,25. Corpul de ciclon are o formă cilindrică-cilindrică.
SCURTĂ DESCRIERE A INVENȚIEI
Prezenta invenție se referă la domeniul controlului poluării aerului și pot fi utilizate pentru curățarea compresoare de aer și vehicule pentru purificarea aerului în industria chimică și metalurgică obiecte în timpul curățării instalațiilor industriale și magazine, dar, de asemenea, pentru curățarea aerului în sistemele pneumatice.
Se presupune că invenția propusă este utilizată în principal în sistemele de curățare a aerului instalate pe motoarele cu combustie internă (ICE) ale vehiculelor.
Sarcina ICE o protecție eficientă împotriva efectelor abraziune și crearea de dispozitive de tratare a aerului cu volume specifice mici și nu necesită întreținere periodică la intersecția zonei infectate, aceasta poate fi rezolvata prin dezvoltarea de înaltă performanță cicloane de mici dimensiuni, cu performanțe îmbunătățite.
ciclon sisteme cunoscute de curățare a aerului de vehicule, cu o carcasă compusă din tub de intrare tangențial dispus și un orificiu de evacuare a aerului purificat (a se vedea. VE motoarele vehiculelor și ale tractorului Maiev și NN Ponomarev. Air, MA 1971, pp. 26 -31; revista "Tractoare și mașini agricole", M. 1962 N 1, p 8-11) ..
Aproape toate schemele de proiectare de mai sus au un dezavantaj comun, care constă în absența unor raporturi specifice de dimensiuni geometrice, ceea ce face uneori dificilă, și, uneori, elimină complet orice posibilitate de a dezvolta un design optim al ciclonului.
Obiectivul principal al prezentei invenții este acela de a asigura o schemă constructivă care combină cea mai avansată abordare existente și design complet nou cu scopul de a crea un ciclon extrem de compact, cu performanțe îmbunătățite, vă permite să combinați cicloane baterii concepute pentru sistemele de tratare a aerului compacte, vehicule, și de a găsi cel mai mult raport de aspect rațional, care se va realiza o creștere a eficienței coloanei vertebrale în purificarea aerului, reducerea rezistenței hidraulice, a spori capacitatea de cicloane aranjament dens baterie fără o reducere substanțială a parametrilor estimați în timpul funcționării lor comune. Creșterea eficienței de purificare a aerului trebuie să fie combinate cu hit simultană prin negare datorită recul în aer deja purificat este particule relativ mari de praf.
Ciclonul pentru curatarea aerului include un corp de formă cilindrică, având în compoziția de evacuare CONDUCTA de admisie tangențială și o conductă de evacuare formată ca un difuzor, prevăzut cu o porțiune cilindrică, la ieșirea sa.
În Fig. 1 și 2, se utilizează următoarele simboluri:
D este diametrul cavității interne din corpul ciclonului;
D1 - diametrul cavității interne a țevii de ieșire;
d - diametrul interior al orificiului de admisie al țevii de eșapament;
d1 - diametrul interior al orificiului de evacuare al țevii de eșapament;
L este lungimea corpului de ciclon;
L1 - lungimea părții superioare a formei cilindrice;
L2 - lungimea conului de ciclon;
L3 - lungimea țevii de ieșire pe corpul ciclonic;
L - lungimea de instalare a țevii de eșapament din interiorul corpului de ciclon;
b - lățimea țevii de admisie;
- unghiul de instalare a conductei ramificate de admisie pe corpul ciclonului;
l1 - lungimea liniei mediane pe peretele exterior al țevii de admisie;
- unghiul dintre planul tăieturii oblice a țevii ramificației de admisie și axa unității de ciclon;
h1 - înălțimea coamei;
1 - unghiul central de expansiune al difuzorului.
În timpul utilizării ciclonului propus în scopul prevăzut în sistemele de curățare a aerului a vehiculelor ICE, aceste cicloane sunt combinate în baterii. Numărul de cicloane din baterie este determinat de cantitatea de aer consumată de motoare. Când bateriile sunt formate, țevile de eșapament ale unităților de ciclon sunt etanșate în țevile de sus și în țevile de evacuare din placa tubulară inferioară. Placa superioară a țevii este etanșată ermetic la colectorul de aer curat, care, la rândul său, se potrivește în galeria de admisie a motorului. Placa tubulară inferioară este conectată la colectorul de praf al agentului de curățare a aerului, prin acesta și cu un dispozitiv de aspirație, de exemplu un ejector.
Sub influența rafalelor care sunt create de motor și de dispozitivul de aspirație, aerul praf este aspirat în țevile de admisie. Datorită poziționării tangente a duzei de admisie, aerul încărcat cu praf obține o răsucire. Datorită mișcării de rotație și de translație a fluxului direcționat spre partea inferioară a ciclonului, particulele de praf sunt lăsate să cadă sub acțiunea forței centrifuge la peretele carcasei și, continuând mișcarea de rotație, se varsă în colectorul de praf. Separarea ulterioară este asigurată prin rotație a curentului de aer la 180 ° și mișcarea de rotație a vârtejului fluxului de aer în uplink până la intrarea fluxului în țeava de eșapament. Aerul purificat este aspirat în conducta de evacuare și apoi trece în galeria de aer curată a agentului de curățare a aerului.
În proiectarea ciclonului descris, factorii de creștere a eficienței de curățare, reducerea rezistenței hidraulice și creșterea productivității sunt realizate prin următoarele soluții tehnice.
Trebuie remarcat faptul că următoarea corelarea parametrilor geometrici sunt alese ca cel mai rațional în toate caracteristicile complexe bazate pe ciclon îmbunătățesc multiple studii computaționale și experimentale experimente univariate și multivariate și în cele din urmă de evaluare realizate pe baza unei combinații raționale a parametrilor geometrici.
Folosind lățimea canalului inelar egală sau mai mare decât lățimea conductei de admisie, exclude particulele de praf lovesc peretele difuzorului decât fenomenul de rebound excluse și asigură reducerea pierderilor hidraulice în ciclon.
Reglarea lungimii țevii de eșapament, în formă de ciclon selectată are valoarea sa optimă în ceea ce privește atât performanța de curățare și în ceea ce privește rezistența hidraulică. Limitele cele mai raționale poate fi egal cu 1 = (1,15 - 1,25) D. în acest caz particular, și, ulterior, pentru a compara parametrii geometrici au primit diametrul corpului ciclonului interior deoarece este cel mai frecvent în literatura tehnică.
Din punctul nostru de vedere, o trăsătură caracteristică complet nouă este și corpul ciclonului însuși al unei forme conic-cilindrice cu următoarele proporții ale dimensiunilor sale:
Forma corpului ciclonului și raportul dintre dimensiunile sale constitutive în raport cu forma corpului de diametru selectat în intervalul dintre cele mai eficiente în ceea ce privește caracteristicile de dispunere astfel cicloane în baterie pentru a obține densest aranjament, adică dimensiunile minime posibile și rezistența hidraulică la fluxul de aer în jurul fasciculului de ciclon. Acest lucru asigură un grad ridicat de curățare și rezistență scăzută a ciclonilor înșiși.
Noile caracteristici distinctive, din punctul nostru de vedere, au un ciclon de-a lungul ramurii de intrare.
În primul rând, pentru condițiile descrise mai sus sunt definite intervalul de asamblare cel mai rațional unghi de intrare de pe carcasă în raport cu axa ciclonului, care este în intervalul de 58-62 °. În acest caz particular, pentru a selecta cea mai eficienta combinatie de curățare și condiții bazate rezistență hidraulică că o creștere a rezistenței la curgere și crește eficiența de purificare a aerului și, invers, în scădere cu scăderea rezistenței la curgere și performanțele de curățare.
De regulă, în modele deja cunoscute de cicloane, zona de curgere a țevii ramificației de admisie este egală cu aria secțiunii de admisie a țevii de eșapament. În ciclonul descris, acest raport este în intervalul (1,0 - 1,2), care se datorează în primul rând faptului că ciclonul descris este destinat în primul rând pentru lucrul cu aspirație, adică o parte din aer, care constituie (10-20%) din aerul purificat, este scos din colectorul de praf împreună cu praful conținut. Cu raportul selectat anterior între lățimea canalului inelar și lățimea rampei de admisie, o creștere a zonei țevii de admisie poate fi realizată numai prin creșterea înălțimii acestuia. Creșterea secțiunii de curgere a conductei ramificației de admisie este de asemenea realizată pentru a reduce în continuare pierderile hidraulice din ciclon în sine.
Pentru proiectarea ciclonului descris, cele mai raționale intervale de dimensiuni geometrice care determină zona secțiunii de admisie a țevii de admisie sunt după cum urmează:
În ciclonul descris, din punctul nostru de vedere, o nouă caracteristică distinctivă constă în forma însăși a țevii de admisie.
Este cunoscut faptul că mărirea lungimii duzei conduce la o eficacitate îmbunătățită de curățare, dar, atunci când sunt combinate într-o baterie de cicloane admisie lungime este limitată într-o măsură considerabilă, în special în lungime mică este obținută în peretele superior în cazul de admisie montat oblic. Pentru a evita acest dezavantaj se propune admisie cu o secțiune oblică, care nu limitează dispunerea cicloane în baterie, se extinde foarte mult porțiunea superioară a conductei de admisie și se suprapune peste secțiunea de admisie a cicloanelor adiacente.
În acest caz, pentru reducerea ulterioară a pierderilor hidraulice în ciclon, ramura de admisie are muchii de intrare sub forma unui arc de cerc.
Pentru un ciclon dat, zona celor mai raționale relații de mărime este următoarea:
unghiul secțiunii oblice este de 15-18; ll / D = 0,7-0,9.
Deoarece ciclonul revendicat este destinat în principal utilizării în baterii, iar una dintre cele mai comune modalități de ciclon de montare în plăci tubulare de baterii este evazată cicloane, ciclonul revendicat este prevăzut la ieșirea pieselor cilindrice ale nervurilor țeava de eșapament și de evacuare, cu următoarele relații dimensiuni geometrice h1: r = 1 -1.5
Acesta a fost stabilit prin experiment că raza la corpul ciclon de evacuare creasta dincolo de relațiile stabilite conduce la deteriorarea performanțelor de curățare datorită apariției fenomenului de rebound, și scăderea - fiabilitate mai scăzută și puterea sigiliului. Pentru standardizarea crestei pe țeava de eșapament parametrii geometrici adoptat la fel ca și în corpul ciclon.
Revendicările invenției
1. Cyclone pentru curățarea aerului, având o carcasă cu un orificiu de intrare tangențial, țevi de evacuare și țeava de eșapament, caracterizat prin aceea că țeava de eșapament este format ca un con care formează o porțiune de formă conică a canalului inelar carcasă, lățimea, care este într-un raport de 1.0-1.2 la lățimea de intrare, în care unghiul central al conului de expansiune este de 5 - 8 °, iar raportul de expansiune a difuzorului de 1,5 - 2, în care lungimea introdusă a țevii de eșapament din interiorul carcasei este într-un raport de 1,15 - 1,25 la diametrul ciclonului, și ieșire de evacuare singur tub include o porțiune cilindrică.
2. Ciclon conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că corpul ciclonului are o formă cilindrică-cilindrică având următoarele dimensiuni:
unde D este diametrul interior al corpului ciclonic;
D1 - diametrul interior al țevii de ieșire;
L este lungimea corpului;
L1 - lungimea părții cilindrice superioare;
L2 - lungimea părții conice;
L3 este lungimea țevii de evacuare.
4. Ciclon conform oricăreia dintre articolele de la 1 la 3, caracterizat prin aceea că părțile cilindrice ale țevii de evacuare și ramificația de ieșire sunt prevăzute cu jante.