RU2116116C1 - Inertia gas cleaner - Google Patents

Inertia gas cleaner Download PDF

Info

Publication number
RU2116116C1
RU2116116C1 RU96102552A RU96102552A RU2116116C1 RU 2116116 C1 RU2116116 C1 RU 2116116C1 RU 96102552 A RU96102552 A RU 96102552A RU 96102552 A RU96102552 A RU 96102552A RU 2116116 C1 RU2116116 C1 RU 2116116C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
area
channels
cleaner according
purified gas
gas device
Prior art date
Application number
RU96102552A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96102552A (en
Inventor
А.П. Васильев
А.П. Выпов
Г.М. Иванов
В.Т. Никитин
Е.А. Никонов
Г.В. Сиволобов
О.И. Пеший
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения"
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 открытого типа "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения"
Priority to RU96102552A priority Critical patent/RU2116116C1/en
Publication of RU96102552A publication Critical patent/RU96102552A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2116116C1 publication Critical patent/RU2116116C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cyclones (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: cleaner has cylindrical body, whirling apparatus, cleaned gas arrangement, and contaminant outlet. Whirling apparatus is made as tangential slit channels. Total area of channels Fch and diametric section of body Fb satisfy relation Fch/Fb = 0.4-1.5. Cleaned gas arrangement is manufactured as tube with holes total area Ft which relative to area Fch of whirling apparatus slit channels is within range of Ft/Fch = 2.5-3.5. Other relations are also given. EFFECT: minimum hydraulic resistance at high degree of cleaning. 8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к очистке газа /воздуха/ и может быть использовано в воздухоочистителях силовых установок с поршневыми и газотурбинными двигателями транспортных средств, в системах кондиционирования воздуха, в стационарных энергетических установках, на газоперекачивающих и компрессорных станциях и т.д. The invention relates to the purification of gas / air / and can be used in air purifiers of power plants with piston and gas turbine engines of vehicles, in air conditioning systems, in stationary power plants, at gas pumping and compressor stations, etc.

Преимущественное использование предлагаемого изобретения в воздухоочистителях газотурбинных двигателей стационарных установок. The predominant use of the invention in air cleaners of gas turbine engines of stationary installations.

К инерционным воздухоочистителям газотурбинных установок предъявляются высокие требования в части гидравлического сопротивления, эффективности очистки и удельных габаритных объемов. Inertial air purifiers of gas turbine plants are subject to high demands in terms of hydraulic resistance, cleaning efficiency and specific overall volumes.

В зависимости от условий эксплуатации и области применения воздухоочистителей указанные выше требования могут изменяться в широких пределах. Так, например, гидравлическое сопротивление воздухоочистителей ГТД в зависимости от условий применения находится в пределах 50...500 мм вод.ст., а эффективность очистки загрязненного воздуха может изменяться от 90 до 98%. Depending on the operating conditions and the field of application of the air purifiers, the above requirements can vary widely. So, for example, the hydraulic resistance of gas turbine cleaners, depending on the application conditions, is in the range of 50 ... 500 mm water column, and the cleaning efficiency of polluted air can vary from 90 to 98%.

Известны воздухоочистители, предназначенные для очистки воздуха от пыли и других материалов. Known air purifiers designed to clean the air from dust and other materials.

Такие воздухоочистители состоят обычно из корпуса в виде трубы, закручивающего аппарата на входе в виде лопаток или тангенциального патрубка, устройства очищенного воздуха /выхлопной трубы/, установленного концентрично в корпусе, и отвода загрязнителя /см. а.с. 1810679, кл. B 04 C 5/30, 1991, а. с. 443686, кл. B 04 C 5/14, 1975, патент США N 370730, кл. 55-410, 1973, патент Франции N 1320200, кл. B 01 D, 1963/. Such air purifiers usually consist of a casing in the form of a pipe, a swirling device at the inlet in the form of blades or a tangential pipe, a cleaned air device / exhaust pipe / mounted concentrically in the casing, and discharge of the pollutant / cm. A.S. 1810679, class B 04 C 5/30, 1991, a. from. 443686, cl. B 04 C 5/14, 1975, US patent N 370730, class. 55-410, 1973, French patent N 1320200, class. B 01 D, 1963 /.

Известны также воздухоочистители типа комбинированных прямоточных циклонов, предназначенных для очистки газов, с корпусом в виде конической тонкостенной трубы, сужающейся к выходу, лопаточного закручивающего аппарата, цилиндрической выхлопной трубы, установленной концентрично в корпусе и имеющей щелевые каналы вдоль ее образующей, а также канал /отвод/ для удаления загрязнителя, образованный корпусом и выхлопной трубой /см. патент США N 3019856 по НКИ 183-80, 1962/. Also known are air purifiers of the type of combined direct-flow cyclones intended for gas purification, with a casing in the form of a conical thin-walled pipe, tapering to the outlet, a blade swirling apparatus, a cylindrical exhaust pipe mounted concentrically in the casing and having slotted channels along its generatrix, as well as a channel / outlet / to remove contaminants formed by the housing and exhaust pipe / see US patent N 3019856 according to NKI 183-80, 1962 /.

Устройство по патенту США N 3019856 является ближайшим аналогом изобретения. The device according to US patent N 3019856 is the closest analogue of the invention.

Указанные выше воздухоочистители не обладают высокими параметрами по расходу воздуха, гидравлическому сопротивлению и эффективности очистки воздуха /газа/. The above air purifiers do not have high parameters for air flow, hydraulic resistance and the efficiency of air / gas cleaning.

Так, устройства по патентам США N 3707830 и N 1320200 имеют высокое гидравлическое сопротивление закручивающего аппарата, а также низкую эффективность ввиду наличия в циклоне центрального вихря и открытого осевого входа в трубу очищенного воздуха. Thus, the devices according to US patent N 3707830 and N 1320200 have high hydraulic resistance of the swirling apparatus, as well as low efficiency due to the presence of a central vortex in the cyclone and an open axial inlet to the cleaned air pipe.

Устройство по патенту США имеет высокое гидравлическое сопротивление входного закручивающего аппарата, ввиду малых проходных сечений входного закручивающего аппарата, т.к. он в значительной мере перекрывается трубой очищенного воздуха, а также в связи с тем, что каналы выхлопной трубы не профилированы с расширением их от входа к выходу. The device according to the US patent has a high hydraulic resistance of the input swirling device, due to the small passage sections of the input swirling device, because it is largely blocked by a pipe of purified air, and also due to the fact that the channels of the exhaust pipe are not profiled with their expansion from entrance to exit.

Пылеуловители /циклоны/ по а.с. 1819679 и а.с. N 443686 не регламентируют геометрические соотношения элементов их конструкций. Такие циклоны, как правило, имеют достаточно высокое гидравлическое сопротивление. Dust collectors / cyclones / by a.s. 1819679 and A.S. N 443686 do not regulate the geometric relationships of the elements of their structures. Such cyclones, as a rule, have a sufficiently high hydraulic resistance.

На эффективность очистки и гидравлическое сопротивление инерционного воздухоочистителя наряду с его конструкцией существенную, а в некоторых случаях решающую роль оказывают геометрические соотношения элементов конструкции инерционного очистителя и их геометрическая форма. The cleaning efficiency and hydraulic resistance of the inertial air purifier along with its design are significant, and in some cases a decisive role is played by the geometric relationships of the structural elements of the inertial cleaner and their geometric shape.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что с целью получения оптимальных параметров очистителя по эффективности очистки и гидравлическому сопротивлению необходимо проходные сечения элементов воздухоочистителя: закручивающего аппарата, устройства очищенного воздуха и отвода загрязнителя выполнять в зависимости от размеров диаметра /площади/ диаметрального сечения корпуса очистителя. The essence of the invention lies in the fact that in order to obtain the optimal parameters of the purifier in terms of cleaning efficiency and hydraulic resistance, it is necessary to pass through the sections of the air cleaner elements: a swirling apparatus, a purified air device and discharge of the pollutant depending on the diameter / area / diametrical section of the cleaner body.

Как известно, процесс сепарации твердых частиц в инерционных очистителях зависит от скоростей движения потока в нем, т.е. от проходных сечений его элементов. As you know, the process of separation of solid particles in inertial cleaners depends on the speed of flow in it, i.e. from the cross sections of its elements.

Решающее влияние на эффективность сепарации оказывает скорость потока на входе в циклон, т.е. проходные сечения закручивающего аппарата на входе Fвх и выходе потока Fвых, ширина каналов b и высота h. Высокие параметры очистителя достигаются при соотношении суммарной площади каналов Fкан к диаметральному сечению корпуса Fкор Fкан/Fкор = 0,4-1,5 при отношении Fвх/Fвых= 1,2-2,0. В этом случае ширина b канала находится в пределах b = 0,01-0,030 диаметра корпуса, а высота каналов h = 0,2-0,8 диаметра корпуса.The decisive influence on the separation efficiency is exerted by the flow rate at the inlet of the cyclone, i.e. the bore sections of the swirling apparatus at the inlet F in and the outlet of the stream F o , channel width b and height h. High parameters of the purifier are achieved when the ratio of the total area of the channels F kan to the diametrical cross section of the casing F cor F kan / F cor = 0.4-1.5 with a ratio of F I / F out = 1.2-2.0. In this case, the channel width b is within the range b = 0.01-0.030 of the case diameter, and the channel height h = 0.2-0.8 of the case diameter.

Геометрические размеры и форма устройства выпуска очищенного воздуха /выхлопной трубы/, в свою очередь, связаны с размерами входного закручивающего аппарата и корпуса очистителя. The geometric dimensions and shape of the purified air exhaust device / exhaust pipe /, in turn, are associated with the dimensions of the inlet swirling apparatus and the cleaner body.

При суммарной площади каналов выпускной трубы на входе в трубу Fтр и соотношении Fтр/Fкан = 2,5-3,5 с расширением площади каналов выпускной трубы от входа к выходу в соотношении Fвх/Fвых = 0,1-0,4 достигается лучшая эффективность сепарации частиц пыли.When the total area of the discharge pipe channels at the tube inlet and F tr tr ratio F / F kan = 2.5-3.5 with expansion discharge pipe channel area from inlet to outlet in a ratio Rin F / F out = 0,1-0 4 achieves better dust particle separation efficiency.

Отвод загрязнителя предлагается выполнить в виде тангенциального или кольцевого канала. При этом площадь канала отвода загрязнителя Fотв с площадью диаметрального сечения корпуса находится в соотношении Fотв/Fкор = 0,3-0,5. Такие соотношения канала отвода загрязнителя позволяют удалять отсепарированную пыль /твердые частицы/ за пределы очистителя с меньшими гидравлическими потерями.It is proposed to discharge the pollutant in the form of a tangential or annular channel. The area of the channel of the discharge of the pollutant F holes with the area of the diametrical section of the housing is in the ratio of F holes / F cor = 0.3-0.5. Such ratios of the contaminant discharge channel allow to remove the separated dust / solid particles / outside the purifier with less hydraulic loss.

Таким образом, геометрические размеры заявляемого очистителя взаимосвязаны. Thus, the geometric dimensions of the inventive cleaner are interconnected.

В предлагаемой конструкции очистителя каналы трубы очищенного воздуха ориентированы в противоположную сторону движения потока газа в кольцевом канале, образованном корпусом и трубой очищенного воздуха. In the proposed design of the purifier, the channels of the cleaned air pipe are oriented in the opposite direction of the gas flow in the annular channel formed by the body and the cleaned air pipe.

Выполнение каналов с предложенным соотношением площадей позволяет ликвидировать вынос крупных частиц в выпускную трубу, улучшить его эффективность очистки. The implementation of the channels with the proposed ratio of areas allows you to eliminate the removal of large particles into the exhaust pipe, to improve its cleaning efficiency.

Экспериментально проверено, что независимо от конструкции выпускной трубы /цилиндрической, составной цилиндрической, конической /конусность β = 2-8o/ на эффективность очистки решающее влияние оказывает соотношение площадей проходных сечений на входе в закручивающий аппарат и в устройство очищенного воздуха Fтр/Fкан = 2,5-3,5. Форма же трубы в основном влияет на гидравлическое сопротивление очистителя. Меньшее значение гидравлических потерь имеет очиститель с конической выпускной трубой с углом конусности β = 2-8o.It was experimentally verified that, regardless of the design of the exhaust pipe / cylindrical, composite cylindrical, conical / taper β = 2-8 o /, the ratio of the passage areas at the inlet to the swirling apparatus and the purified air device F tr / F channel has a decisive influence on the cleaning efficiency = 2.5-3.5. The shape of the pipe mainly affects the hydraulic resistance of the cleaner. A smaller value of hydraulic losses is the cleaner with a conical exhaust pipe with a taper angle β = 2-8 o .

Проходные сечения закручивающего аппарата заявляемого инерционного очистителя допускается выполнять в виде профилированных лопаток, однако суммарная площадь каналов закручивающего аппарата /Fкан/ и площадь диаметрального сечения корпуса /Fкор/ должны отвечать соотношению Fкан/Fкор = 0,4-0,8.Flow areas of the swirling device claimed inertial cleaner may be carried out in the form of shaped blades, but the total area of the channels of the swirl device / F ch / and the area of the diametrical section of the housing / F CDF / F ratio must meet the ch / F cor = 0.4-0.8.

На фиг. 1 и 2 изображена конструкция предлагаемого очистителя газа с сечением корпуса для лучшего показа его элементов; на фиг. 3 и 4 - горизонтальное сечение очистителя для показа геометрии проточной части каналов закручивающего аппарата и устройства очищенного воздуха. In FIG. 1 and 2 show the design of the proposed gas purifier with a cross section of the housing for a better display of its elements; in FIG. 3 and 4 - horizontal section of the cleaner to show the geometry of the flowing part of the channels of the swirling apparatus and the purified air device.

Конструкция очистителя представляет собой узел, состоящий из корпуса 1, в верхней части которого расположен входной закручивающий аппарат 2, снабженный каналами, образованными лопатками 3, сужающимися от входа к выходу, ширина каналов b и высота h. Внутри корпуса расположено устройство очищенного воздуха 4, снабженное каналами 5, расширяющимися от входа к выходу. Отсепарированная пыль за пределы очистителя удаляется через отвод 6. Отвод 6 допускается выполнять в виде тангенциального патрубка или осевого канала, образованного корпусом и трубой очищенного воздуха. The design of the cleaner is a node consisting of a housing 1, in the upper part of which there is an input swirling apparatus 2, equipped with channels formed by blades 3, tapering from entrance to exit, the width of the channels b and height h. Inside the housing there is a purified air device 4, equipped with channels 5, expanding from entrance to exit. Separated dust outside the purifier is removed through the outlet 6. The outlet 6 can be performed in the form of a tangential nozzle or axial channel formed by the housing and the cleaned air pipe.

Под действием разрежения, создаваемого, например, компрессором газотурбинного двигателя и отсасывающим устройством, например вентилятором, запыленный воздух проходит входной аппарат, скорость потока воздуха увеличивается постепенно от входа к выходу, поток получает закрутку и под действием центробежных сил твердые частицы отбрасываются к корпусу 1 и за счет вращательного и поступательного движения потока стекают к отводу 6 и удаляются отсасывающим устройством за пределы очистителя. Under the action of a vacuum created, for example, by a compressor of a gas turbine engine and a suction device, such as a fan, dusty air passes through the inlet apparatus, the air flow rate increases gradually from inlet to outlet, the flow gets twisted, and under the action of centrifugal forces, solid particles are discarded to housing 1 and beyond due to the rotational and translational motion of the flow flow to the outlet 6 and are removed by the suction device outside the purifier.

Очищенный воздух в кольцевом пространстве, образованном корпусом 1 и трубой очищенного воздуха 4, разворачивается и поступает в каналы 5, в которых скорость потока уменьшается от входа в каналы к выходу и далее очищенный воздух поступает в компрессор двигателя. The purified air in the annular space formed by the housing 1 and the cleaned air pipe 4 is deployed and enters the channels 5, in which the flow rate decreases from the entrance to the channels to the outlet and then the cleaned air enters the engine compressor.

Предлагаемая конструкция инерционного очистителя в зависимости от расхода воздуха и допустимого гидравлического сопротивления может использоваться как единично, так и при объединении их в батарею. The proposed design of the inertial cleaner, depending on the air flow and allowable hydraulic resistance, can be used both individually and when combined into a battery.

Claims (8)

1. Инерционный очиститель газа, содержащий цилиндрический корпус, закручивающий аппарат, устройство очищенного газа и отвод загрязнителя, отличающийся тем, что закручивающий аппарат выполнен в виде тангенциальных щелевых каналов при суммарной площади каналов Fкан и диаметральном сечении корпуса Fкор, удовлетворяющих соотношению Fкан/Fкор = 0,4 - 1,5, а устройство очищенного газа выполнено в виде трубы с отверстиями, суммарная площадь которых Fтр по отношению к площади щелевых каналов закручивающего аппарата Fкан находится в пределах Fтр/Fкан = 2,5 - 3,5.1. Inertial gas purifier containing a cylindrical body, a swirling apparatus, a purified gas device and a contaminant discharge, characterized in that the swirling apparatus is made in the form of tangential slotted channels with a total channel area F Kan and a diametrical section of the body F Kor satisfying the ratio F Kan / F cor = 0.4 - 1.5, and the purified gas device is arranged in a tube with holes, whose total area F mp relative to slotted channels swirl unit area F is within kan F mp / F channel = 2.5 - 3.5. 2. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что ширина каналов b и высота каналов h закручивающего аппарата равны соответственно (0,01 - 0,03) и (0,2 - 0,8) диаметра корпуса, расположены равномерно в верхней части корпуса и выполнены сужающимися от входа к выходу газа с соотношением
Fвх/Fвых = 1,2 - 2,0,
где Fвх - суммарная площадь сечений каналов закручивающего аппарата на входе;
Fвых - суммарная площадь сечений каналов закручивающего аппарата на выходе.2. The cleaner according to claim 1, characterized in that the width of the channels b and the height of the channels h of the swirling apparatus are equal to (0.01 - 0.03) and (0.2 - 0.8) of the diameter of the housing, respectively, located uniformly in the upper part housing and made tapering from the inlet to the outlet of gas with the ratio
F in / F out = 1.2 - 2.0,
where F I - the total cross-sectional area of the channels of the swirling apparatus at the entrance;
F o - the total cross-sectional area of the channels of the swirling apparatus at the exit. 3. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что сечения отверстий устройства очищенного газа выполнены с расширяющейся площадью от входа к выходу и соответствуют соотношению
Fвх/Fвых = 0,1 - 0,4,
где Fвх - площадь сечений отверстий устройства очищенного газа на входе;
Fвых - площадь сечений отверстий устройства очищенного газа на выходе.3. The cleaner according to claim 1, characterized in that the cross-section of the holes of the purified gas device is made with an expanding area from inlet to outlet and correspond to the ratio
F in / F out = 0.1 - 0.4,
where F I - the cross-sectional area of the holes of the purified gas device at the inlet;
F o - the cross-sectional area of the holes of the purified gas device at the outlet. 4. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что устройство очищенного газа состоит из нескольких обечаек с увеличивающимся проходным сечением от входа к выходу. 4. The cleaner according to claim 1, characterized in that the purified gas device consists of several shells with an increasing flow area from inlet to outlet. 5. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что устройство очищенного газа выполнено в виде конуса с углом конусности β = 2 - 8o.5. The cleaner according to claim 1, characterized in that the purified gas device is made in the form of a cone with a taper angle β = 2 - 8 o . 6. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что каналы закручивающего аппарата образованы профилированными лопатками. 6. The cleaner according to claim 1, characterized in that the channels of the swirling apparatus are formed by profiled blades. 7. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что отвод загрязнителя выполнен в виде кольцевого канала, площадь которого по отношению к площади диаметрального сечения корпуса находится в соотношении
Fотв/Fкор = 0,3 - 0,5,
где Fотв - площадь кольцевого сечения отвода загрязнителя;
Fкор - площадь диаметрального сечения корпуса очистителя.7. The cleaner according to claim 1, characterized in that the discharge of the pollutant is made in the form of an annular channel, the area of which in relation to the area of the diametrical section of the housing is in the ratio
F resp / F cor = 0.3 - 0.5,
where F resp - the annular cross-sectional area of the discharge of the pollutant;
F cor - the area of the diametrical section of the cleaner body. 8. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что отвод загрязнителя выполнен в нижней части корпуса и направлен тангенциально к нему. 8. The cleaner according to claim 1, characterized in that the discharge of the pollutant is made in the lower part of the housing and is directed tangentially to it.
RU96102552A 1996-02-13 1996-02-13 Inertia gas cleaner RU2116116C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96102552A RU2116116C1 (en) 1996-02-13 1996-02-13 Inertia gas cleaner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96102552A RU2116116C1 (en) 1996-02-13 1996-02-13 Inertia gas cleaner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96102552A RU96102552A (en) 1998-05-10
RU2116116C1 true RU2116116C1 (en) 1998-07-27

Family

ID=20176766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96102552A RU2116116C1 (en) 1996-02-13 1996-02-13 Inertia gas cleaner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2116116C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA025229B1 (en) * 2013-10-07 2016-12-30 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Vortex separator with a blade apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA025229B1 (en) * 2013-10-07 2016-12-30 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Vortex separator with a blade apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2825529B2 (en) Spiral tube type separation device
EP1205251B1 (en) Cyclonic fluid cleaning apparatus
US3725271A (en) Apparatus and method for separating particles from a flow of fluid
US6419719B2 (en) Cyclonic vacuum cleaner
US3448563A (en) Cyclone separator having substantially centrally located openings for lowering the pressure drop across the cyclone
US6599422B2 (en) Separator for liquids containing impurities
JPH0518630B2 (en)
JPH0852383A (en) Cyclone-type dust collecting apparatus
US3421299A (en) Partial reverse flow separator
RU2259862C2 (en) Vortex air cleaner
BG61299B1 (en) Device for multicomponent fluids separation
RU2116116C1 (en) Inertia gas cleaner
RU2003114601A (en) VORTEX AIR CLEANER
RU2048925C1 (en) Moisture separator
RU2006291C1 (en) Cyclone
EP0295846A1 (en) Apparatus for separating solid or liquid particles from a gas stream
RU2226121C1 (en) Inertial gas purifier
EA006172B1 (en) A device for a cyclone scrubber
RU2133136C1 (en) Centrifugal separator
RU2102113C1 (en) Inertial separator
RU2144436C1 (en) Dust separator with flow former
RU2091172C1 (en) Vortex dust collector
RU2136385C1 (en) Centrifugal separator
RU2122887C1 (en) Vortex dynamic separator
RU2183508C1 (en) Cyclone unit for cleaning liquids

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100214

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120110