Інерційні жалюзійні пиловідділювачі для пневмосепараторів

Інерційний жалюзійний пиловідділювач (рис. 1) складається з конічних кілець діаметра, що поступово зменшується, встановлених по одній осі на рівній відстані один від одного.

Рис. 1. Інерційний жалюзійний відпилювач пилу:

1 - пиловідділювач; 2 - циклон; 3 - шлюзовий затвор.

① – пилоповітряна суміш, ② – очищене від пилу повітря, ③ – уловлений пил

Повітря вводиться через отвір на основі конуса, утвореного кільцями, а виходить через проміжки між кільцями. Невелика кількість повітря (5-7%) видаляється через отвір у вершині конуса. Струмені повітря, що входять у проміжки між кільцями, здійснюють різкий поворот на кут близько 150°. Це відбувається внаслідок того, що кільця дещо перекривають один одного і частинки, що містяться в повітрі, ударяються об похилі поверхні конічних кілець і, відбиваючись, рухаються до осі пиловідділювача; тут вони підхоплюються повітрям та переміщаються до отвору у вершині апарату. Пилоповітряна суміш, що досягає вершини інерційного пиловідділювача, є концентратом, що складається з невеликої кількості повітря (5-7% від початкової кількості, що надійшов в нього) і більшої кількості пилу, що містилася в повітрі. Цей концентрат надходить у циклон, у якому відбувається остаточне виділення пилу.

У зерноочисних машинах інерційні жалюзійні пилевідділювачі знайшли застосування завдяки їхнім малим габаритам, задовільному ефекту очищення повітря від пилу та відносно невеликому опору. Їх використовують для вторинного очищення повітря, що пройшло через сітчасті інерційні відокремлювачі або осадові камери.

До переваг інерційних жалюзійних пиловідділювачів відноситься простота пристрою, відсутність рухомих частин, безперервне виведення відокремленого матеріалу, незмінність опору. Велика зручність для компонування очищувачів повітря зернових сепараторів представляє можливість встановлювати інерційні пиловідділювачі вертикально і горизонтально основою вгору і вниз на всмоктувальній і нагнітальній стороні вентилятора.

На схемі рис. 2 наведені деякі варіанти встановлення інерційних відпилювачів пилу.

1. Інерційний жалюзійний відпилювач пилу встановлений в камері і приєднаний до нагнітального отвору вентилятора (рис. 2, а). На схемі рис. 2, а штрихпунктирною лінією показано можливий напрямок повітряного потоку, що пройшов через циклон, не в атмосферу, а до отвору вентилятора, що всмоктує, і далі на повторне очищення в пиловідділювач. При встановленні інерційного п пиловідділювача за такою схемою частина повітря (5-7%) постійно циркулює у системі.
2. Інерційний пиловідділювач встановлений у камері і приєднаний до всмоктуючого отвору вентилятора (рис. 2, б).
3. Інерційний пиловідділювач встановлений без камери і приєднаний до нагнітального отвору вентилятора (рис. 2, в).

Ефект пиловиділення інерційного жалюзійного пиловідділювача залежить від швидкості повітряного потоку у вхідному отворі апарата, від відстані між кільцями, що утворюють його, від його форми і конструкції.

Рис. 2. Схеми встановлення інерційних жалюзійних пиловиділювачів:

а - у камері з боку нагнітального отвору вентилятора; б - в камері, з боку всмоктуючого отвору вентилятора; в - без камери, з боку нагнітального отвору вентилятора.

① – пилоповітряна суміш, ② – очищене від пилу повітря

Керуючись зазначеною залежністю, природно було б прагнути збільшення швидкості повітряного потоку у вхідному отворі пиловідділювача і зменшення відстані між кільцями. Однак це доцільно лише в певних межах, тому що надмірне збільшення вхідної швидкості повітряного потоку значно збільшує опір пиловідділювача, який зростає пропорційно квадрату зазначеної швидкості», а зайве зменшення відстані між кільцями збільшує загрозу засмічення зазорів між ними, пилом, особливо, якщо остання має властивості.

Швидкість повітряного потоку у вхідному отворі слід вибирати не більше 12—20м/сек, а відстань між кільцями не більше 4—8мм.

Рис. 3. Схема інерційних пиловиділювачів різних типів:

а - конічний кільцевий; б - багатогранний пірамідальний; в - криволінійний; г - типу ВТІ.

① – пилоповітряна суміш, ② – очищене від пилу повітря, ③ – уловлений пил

Виходячи з виробничого досвіду, відомо, що найвищий ефект пилевиділення отриманий для криволінійного інерційного пилеотделителя. У ньому під впливом відцентрових сил більш важкі частинки пилу віджимаються до зовнішньої глухої стінки і лише легші вдаряються похилі поверхні апарату. Таким чином, тут поєднується ефект пиловиділення, заснований на дії відцентрових сил, характерний для циклонів, з ефектом пиловиділення, заснованим на відображенні від похилої площини. Завдяки такому поєднанню сумарний ефект пилевиділення криволінійного інерційного пиловиділювача виявляється вищим, ніж у інших жалюзійних пиловиділювачів.

Конічний кільцевий і багатогранний пірамідальний пиловиділювачі мають приблизно рівну ефективність, інерційний пиловідділювач типу ВТІ виявився найменш ефективним.

За даними тих же випробувань істотний вплив на ефект пиловідділення надає величина швидкості повітряного потоку в отворі, через яке видаляється відокремлений пил разом з невеликою частиною повітря (отвір у верхній частині інерційних конічних пиловідділювачів). Ця швидкість повинна бути в 12-15 рази більше, ніж швидкість повітряного потоку у вхідному отворі апарата.

На основі виробничого досвіду розроблено проектну нормаль конічного кільцевого інерційного пилевідділювача (рис. 4).

Для підбору до проектованої установки інерційного пиловідділювача визначаємо діаметр вхідного отвору:

D=0.146(Q/U)0.5, м

де Q — кількість повітря, що надходить у пиловідділювач, м³/хв.

U — швидкість повітряного потоку у вхідному отворі м/сек.

Потім вибирають по нормалі найближчий по діаметру вхідного отвору інерційний пиловідділювач і визначають по тон нормалі інші його розміри, в тому числі і розміри конічних кілець.

Якщо задані габаритні розміри машини не дозволяють встановити один інерційний відпилювач пилу, то застосовують кілька паралельно діючих апаратів, розраховуючи кожен з них на пропуск відповідної частки загальної кількості повітря.

Розміри камери інерційного пиловиділювача повинні бути мінімальними, що допускають розташування в ній необхідної кількості пиловиділювачів. Для цього площа основи камери визначається таким чином, щоб на ньому могли розташуватися фланці вхідних отворів, а висота камери береться рівною висоті відпилювача пилу.

Рис. 4. Нормаль конічного інерційного пиловідділювача:

а - загальний вигляд; б - кільце; n – номер кільця

До рис. 4 – Нормаль.

Опір ΔНС інерційного пилевідділювача обчислюємо:

ΔНС = ζρU2/2, Па

де ζ - коефіцієнт опору пиловідділювача;

ρ — питома вага повітря кг/м³;

U – швидкість повітряного потоку, м/с

Коефіцієнт опору кільцевих конічних інерційних пиловідділювачів всіх розмірів дорівнює 2.

Опір камери інерційного пиловідділювача, як і опір камери сітчастого інерційного відділювача, визначається залежність від її зміни та розмірів звичайними методами розрахунку повітропроводів.

Визначення розмірів циклону інерційного видалення пилу пов'язане з величиною втрати тиску в ньому. Як зазначалося раніше, повітря, що надходить на очищення, ділиться в ньому на дві частини - одна частина, що становить близько 90% загальної кількості повітря, проходить між кільцями в камеру і потім віддаляється в атмосферу, а друга частина надходить у циклон. Найбільш доцільно застосовувати в даному випадку циклони 4БЦШ (У21-ББЦ) або УЦ-45, а також циклони НДІОГАЗ (ЦН-11, ЦН-15, СК-ЦН-34 та СДК-ЦН-33). Обидві частини утворюють два паралельні потоки. Тому втрата тиску в циклоні і повітропроводах, що зв'язують його з іншими елементами очищувача повітря або з атмосферою, дорівнюватиме втраті тиску в самому пиловідділювачі.