Логотим Метталум
Проектування, виготовлення, монтаж, запуск, паспортизація
+38 (048) 706 26 73
+38 (097) 743 69 84
metallum_office@ukr.net

Конструкції циклонів

Конструкції циклонів

Підрозділ циклонів на апарати великої продуктивності та апарати підвищеної ефективності виникло порівняно недавно і має якісний характер. До циклонів великої продуктивності прийнято відносити апарати з діаметром понад 600мм, а до високоефективних - апарати з меншим діаметром і, як правило, з більш розвиненою конічною частиною, що іноді об'єднуються для отримання потрібної пропускної спроможності в групові установки.

Результати численних випробувань циклонів показали наявність зв'язку між ефективністю циклонів та їх опором, а саме: ефективні циклони мають великий опір.

Циклони НДІОГАЗу. Розрізняють дві групи циклонів НДІОГазу: циліндричні та конічні.

У системах вентиляції застосовують переважно циліндричні циклони серії ЦН (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24) подовженою циліндричною частиною, які характеризуються помірним опором. Верхній площині циклону надано гвинтову форму, причому нахил вхідного патрубка у відповідність до позначення циклонів становить 11, 15 і 24°. Відношення діаметрів вихлопної труби та циліндричної частини Двох/Д у всіх циклонах становить 0,59. Циклони ЦН-15у відрізняються від ЦН-15 лише меншою висотою.

Пилозбірний бункер, як правило, виконується циліндричним з діаметром Д1 ≈ 1,5Д. Висота циліндричної частини бункера приймається рівною 0,8Д1. Конічне дно бункера виконується з кутом нахилу стінок 60°. Для установки на опорні конструкції бункера – забезпечуються опорними лапами. Плоскі кришки циліндричних бункерів забезпечуються ребрами жорсткості з урахуванням розрідження, що може виникати в бункері.

Діаметр отвору для розвантаження пилу приймається залежно від ємності бункерів від 0,2 до 0,5Д. Як правило, діаметр отвору не повинен бути меншим за 200мм, проте в бункерах діаметром менше 600мм іноді роблять отвори діаметром 150 і навіть 100мм. При вловлюванні пилу, що злипається і погано зсипається, розмір пиловипускних отворів бункерів і самих циклонів діаметром <600мм слід приймати рівним 0,55Д. Загальна висота циклону у зборі з бункером становить від 6 до 7Д.

Конічні циклони серії С (сажові) типів СДК-ЦН-33 та СК-ЦН-34 відрізняються від циліндричних циклонів серії ЦН значно більшим опором, але і істотно більшою ефективністю і в деяких випадках можуть забезпечити належне очищення викидів, замінюючи складніші в експлуатації мокрі пиловловлювачі.

Зовні циклони серії З відрізняються більш подовженою конічною частиною, спіральним вхідним патрубком і меншим діаметром вихлопної труби: відношення Двих/Д у циклонах, що розглядаються, становить відповідно 0,334 і 0,34.

Бункери конічних циклонів конструюються так само, як і циліндричні.

Ефективність циклонів НДІОГазу характеризується підвищенням із зменшенням діаметра. У циклонах серії С може бути забезпечене ефективне вловлювання пилових частинок >8мкм (IV клас ефективності), а циклонах серії ЦН (лінії 1—4) — >20мкм (V клас ефективності). Ефективність циклонів ЦН зменшується у міру зростання кута входу повітря в них.

Ефективність циклонів визначена при Д=З00мм та швидкості повітря в плані для циліндричних циклонів Wц=3,5м/с, для циклонів СДК-ЦН-33 Wц=2м/с та для циклонів СК-ЦН-34 Wц=1,75м/с .

Коефіцієнти опору циклонів, віднесені до швидкості у плані, наведено у таблиці. Ці дані отримані при випробуваннях циклонів діаметром 500мм при швидкості Wц = 3м/с. Зі зменшенням діаметра циклонів опір дещо зменшується. Для циклонів Д>500мм опір мало змінюється.

Марка циклону Коефіцієнт опору циклону
з викидом в атмосферу без разкручувачів з равликовим розкручувачем з кільцевим дифузором
ЦН-11 25,0 23,5 21,5
ЦН-15 16,3 15,0 14,0
ЦН-15у 17,0 15,8 14,8
ЦН-24 8,0 7,3 7,0
СДК-ЦН-33 60,0 50,0 41,2
СДК-ЦН-34 115,0 104,1 97,0

Для очищення великих обсягів повітря циліндричні циклони НДІОГазу можуть компонуватися в групи, об'єднані загальним пилозбірником та колектором очищеного повітря. Розроблено прямокутні компонування циклонів ЦН-15 з установкою двох циклонів в один ряд, чотирьох, шести та восьми циклонів у два ряди, а також кругові компонування на 10, 12 та 14 циклонів.

Відведення очищеного повітря проводиться за допомогою кільцевого дифузора, а підведення повітря, що очищається, - за допомогою колектора прямокутного перерізу, від якого відходять відгалуження до кожного з циклонів. Розроблено також компонування з відведенням очищеного повітря через равликові розкручувачі і далі через колектори з самостійним підключенням кожного циклону. Для доступу в бункери та колектори передбачені люки.

Бункера для встановлення двох та чотирьох циклонів циліндричні, а для встановлення шести та восьми циклонів прямокутні.

Коефіцієнт опору групових циклонів ЦН-16 з прямокутною компоновкою при обліку колекторів, що підводять, і збірників очищеного повітря для розрахунків слід приймати ξ≈175.

При круговій компоновці 14 циклонів ЦН-15 газ, що очищається, підводиться знизу через пилозбірний бункер, що пов'язано з деяким ускладненням конструкції і збільшенням коефіцієнта опору (ξ≈200), але може представляти зручність для більш раціонального розміщення повітроводів.

Циклони СІОТ. Циклони Свердловського інституту охорони праці вирізняються високою ефективністю. Вони зовсім не мають циліндричної частини, тому їхня вихлопна труба вводиться в конус. Особливістю циклонів СІОТ є також трикутне переріз вхідного патрубка. Коефіцієнт місцевого опору циклону з равликовим розкручувачем дорівнює 3,9 (за швидкістю у вхідному перерізі циклону). Рекомендована швидкість входу повітря 15-18м/с.

Циклони МІОТ (ЦМ). У циклонах Московського інституту охорони праці до циліндричної частини примикає не конічна частина, як завжди, а навпаки, що розширюється. Безперечно, що така форма нижньої частини циклону послаблює вплив вторинних циркуляційних течій та зменшує знос корпусу. У деяких випадках попереджається «зависання» пилу, що злипається. Іншою особливістю циклонів МІОТ є пристрій у їхньому нижньому перерізі, вище бункера, конусного днища у вигляді зверненої вгору вирви з отвором по осі. Внутрішній конус утворює кільцеву щілину вздовж стінок корпусу циклону, що сприяє відділенню периферійних шарів течії, збагачених пиловими частинками, для пропуску в бункер. Завдяки цьому в бункері зменшується інтенсивність циркуляції та полегшується осадження пилу. Повітря виходить із бункера через отвір під впливом розрідження. Над поверхнею внутрішнього конуса виникає свого роду донний перебіг, який, проте, вже не може захопити осілий пил, захищений від нього внутрішнім конусом. Опір циклону високий. Коефіцієнт місцевого опору циклону МІОТ без равликового розкручувача дорівнює 6,7 (за швидкістю у вхідному перерізі).