Инерционные жалюзийные пылеотделители для пневмосепараторов

Инерционный жалюзийный пылеотделитель (рис. 1) состоит из конических колец постепенно уменьшающегося диаметра, установленных по одной оси на равном расстоянии друг от друга.

Рис. 1. Инерционный жалюзийный пылеотделитель:

1 — пылеотделитель; 2 — циклон; 3 — шлюзовой затвор.

① – пылевоздушная смесь, ② – очищеный от пыли воздух, ③ – уловленная пыль

Воздух вводится через отверстие в основании конуса, образованного кольцами, а выходит через промежутки между кольцами. Небольшое количество воздуха (5—7%) удаляется через отверстие в вершине конуса. Струйки воздуха, входящие в промежутки между кольцами, совершают резкий поворот на угол около 150°. Это происходит вследствие того, что кольца несколько перекрывают друг друга и частицы, содержащиеся в воздухе, ударяются о наклонные поверхности конических колец и, отражаясь, двигаются к оси пылеотделителя; здесь они подхватываются воздухом и перемещаются к отверстию в вершине аппарата. Пылевоздушная смесь, достигающая вершины инерционного пылеотделителя, представляет собой концентрат, состоящий из небольшого количества воздуха (5—7% от первоначального количества, поступившего в него) и большего количества пыли, содержавшейся в воздухе. Этот концентрат поступает в циклон, в котором происходит окончательное выделение пыли.

В зерноочистительных машинах инерционные жалюзийные пылеотделители нашли применение благодаря их малым габаритам, удовлетворительному эффекту очистки воздуха от пыли и относительно небольшому сопротивлению. Их используют для вторичной очистки воздуха, прошедшего через сетчатые инерционные отделители или осадочные камеры.

К достоинствам инерционных жалюзийных пылеотделителей относится простота устройства, отсутствие движущихся частей, непрерывный вывод отделенного материала, неизменность сопротивления. Большое удобство для компоновки воздухоочистителей зерновых сепараторов представляет возможность устанавливать инерционные пылеотделители вертикально и горизонтально основанием вверх и вниз на всасывающей и нагнетающей стороне вентилятора.

На схеме рис. 2 приведены некоторые варианты установки инерционных пылеотделителей.

1. Инерционный жалюзийный пылеотделитель установлен в камере и присоединен к нагнетающему отверстию вентилятора (рис. 2, а). На схеме рис. 2, а штрихпунктирной линией показано возможное направление воздушного потока, прошедшего через циклон, не в атмосферу, а к всасывающему отверстию вентилятора и далее на повторную очистку в пылеотделитель. При установке инерционного пылеотделителя по такой схеме часть воздуха (5—7%) постоянно циркулирует в системе.
2. Инерционный пылеотделитель установлен в камере и присоединен к всасывающему отверстию вентилятора (рис. 2, б).
3. Инерционный пылеотделитель установлен без камеры и присоединен к нагнетающему отверстию вентилятора (рис. 2, в).

Эффект пылеотделения инерционного жалюзийного пылеотделителя зависит от скорости воздушного потока во входном отверстии аппарата, от расстояния между образующими его кольцами, от его формы и конструкции.

Рис. 2. Схемы установки инерционных жалюзийных пылеотделителей:

а — в камере со стороны нагнетательного отверстия вентилятора; б — в камере, со стороны всасывающего отверстия вентилятора; в — без камеры, со стороны нагнетательного отверстия вентилятора.

① – пылевоздушная смесь, ② – очищеный от пыли воздух

Руководствуясь указанной зависимостью, естественно было бы стремиться к увеличению скорости воздушного потока во входном отверстии пылеотделителя и уменьшению расстояния между кольцами. Однако это целесообразно лишь в определенных пределах, так как чрезмерное увеличение входной скорости воздушного потока значительно увеличивает сопротивление пылеотделителя, которое растет пропорционально квадрату указанной скорости» а излишнее уменьшение расстояния между кольцами увеличивает угрозу засорения зазоров между ними, пылью, особенно, если последняя имеет свойство слипаться.

Скорость воздушного потока во входном отверстии следует выбирать в пределах 12—20м/сек, а расстояние между кольцами в пределах 4—8мм.

Рис. 3. Схема инерционных пылеотделителей разных типов:

а — конический кольцевой; б — многогранный пирамидальный; в — криволинейный; г — типа ВТИ.

① – пылевоздушная смесь, ② – очищеный от пыли воздух, ③ – уловленная пыль

Исходя из производственного опыта известно, что наивысший эффект пылеотделения получен для криволинейного инерционного пылеотделителя. В нем под действием центробежных сил более тяжелые частицы пыли отжимаются к наружной глухой стенке и лишь более легкие ударяются о наклонные поверхности аппарата. Таким образом, здесь сочетается эффект пылеотделения, основанный па действии центробежных сил, характерный для циклонов, с эффектом пылеотделения, основанным на отражении от наклонной плоскости. Благодаря такому сочетанию суммарный эффект пылеотделения криволинейного инерционного пылеотделителя оказывается выше, чем у других жалюзийных пылеотделителей.

Конический кольцевой и многогранный пирамидальный пылеотделители имеют примерно равную эффективность, инерционный пылеотделитель типа ВТИ оказался наименее эффективным.

По данным тех же испытаний существенное влияние на эффект пылеотделеиия оказывает величина скорости воздушного потока в отверстии, через которое удаляется отделенная пыль вместе с небольшой частью воздуха (отверстие в верхней части конических инерционных пылеотделителей). Эта скорость должна быть в 1,2—1,5 раза больше, чем скорость воздушного потока во входном отверстии аппарата.

На основе производственного опыта разработана проектнуя нормаль конического кольцевого инерционного пылеотделителя (рис. 4).

Для подбора к проектируемой установке инерционного пылеотделителя определяем диаметр его входного отверстия:

D=0.146(Q/U)^0.5, м

где Q — количество воздуха, поступающего в пылеотделитель, в м³/мин

U — скорость воздушного потока во входном отверстии в м/сек.

Затем выбирают по нормали ближайший по диаметру входного отверстия инерционный пылеотделитель и определяют по тон же нормали остальные его размеры, в том числе и размеры конических колец.

Если заданные габаритные размеры машины не позволяют установить один инерционный пылеотделитель, то применяют несколько параллельно действующих аппаратов, рассчитывая каждый из них на пропуск соответствующей доли общего количества воздуха.

Размеры камеры инерционного пылеотделителя должны быть минимальными, допускающими расположение в ней требуемого количества пылеотделителей. Для этого площадь основания камеры определяется таким образом, чтобы на нем могли расположиться фланцы входных отверстий, а высота камеры берется равной высоте пылеотделителя.

Рис. 4. Нормаль конического инерционного пылеотделителя:

а — общий вид; б — кольцо; n – номер кольца

До рис. 4 – Нормаль.

Сопротивление ΔНС инерционного пылеотделителя вычисляем:

ΔНС = ζρU²/2, Па

где ζ — коэффициент сопротивления пылеотделителя;

ρ — удельный вес воздуха в кг/м³;

U – скорость воздушного потока, м/с

Коэффициент сопротивления конических кольцевых инерционных пылеотделителей всех размеров равен 2.

Сопротивление камеры инерционного пылеотделителя, так же как и сопротивление камеры сетчатого инерционного отделители, определяется в зависимости от ее конфигурации и размеров обычными методами расчета воздухопроводов.

Определение размеров циклона инерционного пылеотделителя связано с величиной потери давления в нем. Как указывалось ранее, воздух, поступающий на очистку, делится в нем на две части — одна часть, составляющая около 90% общего количества воздуха, проходит между кольцами в камеру и затем удаляется в атмосферу, а вторая часть поступает в циклон. Наиболее целесообразно применять в данном случае циклоны 4БЦШ (У21-ББЦ) или УЦ-45, а также циклоны НИИОГАЗ (ЦН-11, ЦН-15, СК-ЦН-34 и СДК-ЦН-33). Обе части образуют два параллельных потока. Поэтому потеря давления в циклоне и воздухопроводах, связывающих его с другими элементами воздухоочистителя или с атмосферой, будет равна потере давления в самом пылеотделителе.