Разное 

Как циклон работает: Принцип работы циклонов

Содержание

Принцип работы циклонов

Процесс удаления пыли из газов в циклоне ЦН происходит в два этапа. Первый этап - попадание частиц в зону осаждения за счет центробежной силы. Второй этап - отделение частиц, происходящее в тот момент, когда плотность частиц в определенной газовом объеме потока превышает допустимое значение. Т.е. газовый поток уже не способен переносить такое большое количество пыли.

В общих чертах циклоны работают следующим образом:

Газы от различных установок поступают в цилиндрическую часть циклона, стремительно разгоняются за счет центробежной силы, двигаясь к центру от периферии и спускаясь по наружной спирали. После чего поднимаются по внутренней спирали и выходят через выхлопную трубу.

Как правило, ускорение в корпусе циклона в сотни и тысячи раз больше ускорения силы тяжести. В следствие чего, даже небольшие частицы пыли выносятся к стенками корпуса и не способны дальше двигаться в общем потоке газа. В камере циклона, имеющая форму цилиндра, статическое давление стремительно падает в направлении от периферии к центру. Пограничный слой, текущий у стенки циклона имеет меньшую центробежную силу. У конической же стенки циклона и в районе его крышки появляется результат перепада давления, усилие же, сжимающее поток становиться в разы больше центробежной силы. В итоге, поток сильного вторичного вихря стремится внутрь, захватывая с собой достаточное количество частиц пыли. Но здесь есть нюанс, поток газа, двигаясь в направление нижней части, еще несколько раз будет вращаться вокруг выхлопной трубы и частицы могут опять быть выброшены к станкам установки. На помощь приходит вторичный поток, который искривляясь вдоль конической стенки, зацепляет вновь отброшенную к стенке корпуса пыль и направляет ее в нижнюю часть к бункеру циклона. Без этого вновь отброшенные частицы пыли не смогли бы попасть в бункер, т.к. центробежная сила направленная вверх сильнее силы тяжести. Вторичный поток очень сильно влияет на эффективность очистки запыленных газов, пыль может спокойно выноситься из лежачих и даже перевернутых циклонных установок. В пылеосадочной камере из-за сужения корпуса в месте соединения поток газов циркулирует намного меньше, чем в основной цилиндрической части корпуса. Но в этом случае на оси вихрь имеет давление ниже. Некоторая часть повторного потока в пылеосадочной камере, передвинувшись в нижнюю часть, опять возвращается в ядро вихря. Вследствие этого уже очищенная пыль может быть захвачена и перемещена в район оси вихря. Напомним, что аэродинамические силы движения пыли намного сильнее силы тяжести, которая в циклонной установке практически не имеет значения, и циклоны можно устанавливать в любом пространственном положении.

КАК РАБОТАЕТ ЦИКЛОННЫЙ ФИЛЬТР | ГДЕ ИСПОЛЬЗУЮТ ФИЛЬТР ЦИКЛОН?

Циклонный Фильтр / Фильтр Циклон— это фильтр для пылесоса, предназначенный для аспирации металла, бетонной пыли, пластика, древесины и других материалов. Циклон можно купить для уборки в мастерской, во время ремонта, для уборки на производстве.

Циклонный Фильтр | Фильтр Циклон— это незаменимое устройство для всех, кто занимается обработкой металла, пластика, древесины и других материалов. 

       

Циклонный Фильтр | Фильтр Циклон – это воздухоочиститель конической или цилиндроконической формы, использующийся в сочетании со стружкоотсосом, пылеотделителем, штроборезом, циркулярной пилой, торцевальным и фрезероваочным станком, рейсмусом, электрорубанком, шлифмашиной и др. столярными инструментами. Еще бытовыми и строительными пылесосами Dyson, Bosch, Samsung, Makita.

Соединяется с любым станком или инструментом.

Такой Циклонный фильтр очень популярен как на предприятиях и строительных площадках, так и в частных мастерских, в покрасочных цехах. 
В основном данный фильтр используют в промышленности для очистки газов от взвешенных частиц. Принцип очистки — гравитационный и инерционный, т. е. с использованием центробежной силы. 

Циклон устанавливается на ёмкость перед бытовым или профессиональным строительным пылесосом, отфильтровывая мусор всех фракций (пыль, опилки, стружка) разной плотности. Благодаря установленному Циклонному Фильтру в пылесос попадает только очищенный воздух, следовательно увеличиваются ресурс и срок службы турбины пылесоса и практически пропадает необходимость в замене складчатых фильтров и мешков, а значит, что Вы экономите время и деньги! 

Также имеются следующие назначения циклона - фильтрация перед пылесосом мусора всех фракций (пыль, опилки, стружка, массив, мебельный щит, МДФ, ЛДСП) разной плотности (дерево, пластик, металл, бетон, песок, бетонная пыль от штробления, сверления, резка плитки, шлифовка стен и потолка).

Основные виды не промышленных циклонных фильтров:
1. Модель М-1 с плоской крышкой - 1-го поколения.


Материал HDPE, присоединительные патрубки: внешний D55мм, внутренний D50мм. Габаритная высота циклона - 305мм.
Модель предназначена преимущественно для деревообработки и сепарации легкого и крупного мусора низкой и средней плотности. Подходит для бытовых пылесосов.

2. Модель М-2 с воздушной рампой - 2-го поколения


Материал HDPE, присоединительные патрубки: внешний D55мм, внутренний D50мм. Габаритная высота циклона - 305мм.
Модель предназначена преимущественно для работ по металлу, бетону, плитке и сепарации тяжелого и крупного мусора средней и высокой плотности. Хорошо справляется с крупногабаритным мусором любой плотности. Подходит для бытовых пылесосов.

3. Модель М-3 - Цилиндра-конусный циклонный фильтр (Циклон) 3-го поколения.


Цилиндра-конусный циклон. Материал HDPE, присоединительные патрубки: внешний D50мм, внутренний D44мм. Габаритная высота циклона - 355мм. Крепление на емкость через 6 отверстий ф 5мм. Полиуретановый шланг ф50мм присоединяется без переходников, пылесосный шланг ф32х40 - через переходник.
Высокоэффективный циклон для сепарации средних и мелких фракции для легкого и мелкого мусора любых плотностей от пластика до металлической/бетонной пыли. Максимальная эффективность сепарации мелкой пыли циклоном М-3 достигается при использовании пылесосов с разряжением от 18кПа. Подходит для бытовых пылесосов.

 

ГОТОВАЯ ЦИКЛОННАЯ УСТАНОВКА (ГОТОВЫЙ КОМПЛЕКТ ФИЛЬТРА ЦИКЛОН)

Если у вас нет времени или желания возиться с покупкой всех комплектующих для циклонного фильтра, самый простой вариант найти готовую циклонную установку, где все необходимые комплектующие уже будут в комплекте.

5 ПРИЧИН ПОЧЕМУ СПЕЦИАЛИСТЫ ВЫБИРАЮТ ЦИКЛОННЫЙ ФИЛЬТР: 

Увеличивается срок службы пылесоса, т.к. 99% мусора попадает в пылесборник, не долетая до двигателя!
Менять мешки для пылесоса и складчатые фильтры нужно в 20 раз реже, следовательно, вы экономите до 20.000₽ ЕЖЕГОДНО!
Экономия времени, т.к. с циклоном возможно использовать пылесборник объёмом до 300 литров, что позволяет реже выносить мусор и не отвлекаться от работы!

Циклон прост в установке и лёгок в использовании
Промежуточный пылеуловитель увеличивает ресурс турбины пылесоса в 40-50 раз!

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИКЛОННОГО ФИЛЬТРА: 
- Столярные, слесарные и другие мастерские 
- Промышленные помещения 
- Пескоструйные камеры 
- Строительные площадки
- Отделочные и ремонтные работы 

ЧТО ЗАМЕНЯЕТ: 
- Дорогие стружкоотсосы 
- Промышленные пылесосы 
- Золоуловители

Работа батарейного циклона

Существует несколько методов очистки газов от промышленных загрязнений: физико-химический, физический и самый простой и доступный - механический. Его действие основано на силах тяжести, инерции и центробежной силе.

Двигаясь от элементарных пылеосадительных камер и инерционных пылеуловителей, использующих в своих конструкциях в первом случае силу тяжести, а во втором – силу инерции, инженерная мысль логически подошла к такому пылеуловителю, как циклон.

Конструкция и принцип действия циклона

Циклон очень прост конструктивно: он состоит из цилиндрической части, к которой тангенциально подведен патрубок для поступления загрязненного воздуха и конической части. Отверстие внизу конической части цилиндра служит для сброса пыли в пылесборник. Вверху цилиндра расположена выхлопная труба, из которой выходит очищенный воздух. По конструкции различают конические и цилиндрические циклоны. У конических циклонов удлинена коническая часть, у цилиндрических, соответственно, цилиндрическая.

Принцип действия циклона заключается в том, что в корпус тем или иным способом закачивается газ со скоростью 20 м/сек. Подвод газа осуществляется либо тангенциально, либо по спирали. Твердые частицы, взвешенные в газе, двигаясь по инерции прямо, прижимаются к стенкам цилиндра и под действием силы тяжести опускаются вниз, в коническую часть циклона, а затем в пылеприемник. Вследствие спирального движения, возникающего в корпусе, внизу создается пониженное давление, и очищенный поток газа устремляется вверх в выхлопную трубу, где отводится в атмосферу либо к потребителю.

Патрубок, подводящий загрязненный газ, обычно представляет собой прямоугольник, и чем он уже, тем эффективнее работает циклон. Уменьшение диаметра цилиндра укорачивает путь частиц до соприкосновения со стенкой и повышает угловую скорость вихревого потока, что также способствует лучшему и качественному пылеудалению. Исходя из этого, становится ясно, что чем меньше размер циклона, тем выше коэффициент его работы. На больших производствах, а также на мощных котельных установках объем газов, предназначенных для очистки, бывает значительным. Решением этой задачи стало объединение небольших по объему циклонов в группы или батареи.

Работа группового и батарейного циклона имеет ряд принципиальных различий.

Групповые циклоны

Групповые циклоны представляют собой несколько, параллельно соединенных между собой, простых циклонов серии ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24. Их компонуют в 2 ряда или по кругу. Они имеют общий коллектор запыленного газа и общий пылевой бункер.

Батарейные циклоны

Батарейные циклоны, или мультициклоны, - это пылеуловители, состоящие из десятков или сотен параллельно соединенных между собой циклонов маленького диаметра типа 4 БЦШ, У21-ББЦ, 2УЦ, 3УЦ, 4УЦ, 2х3УЦ, 2х4УЦ,  БЦ 2, БЦ 259, БЦ 512. В отличие от групповых они объединены в одном корпусе, имеют общую пылевую камеру и общую систему подвода и отвода газа.

Подвод загрязненного газа может осуществляться тремя способами: тангенциально, спирально или иметь осевой ввод. Элементы батарейных циклонов должны иметь одинаковое направление закручивания газового потока. Они могут быть либо возвратно-поточного, поточного или прямоточного типа.

Более надежными и эффективными считаются батарейные циклоны со спиральными закручиваниями вихревого потока. Прямоточные батарейные циклоны имеют все недостатки одиночных конструкций прямоточного типа и используются реже возвратно-поточных.

В отечественных батарейных циклонах подвод загрязненных газов происходит через завихрители типа "винт" и "розетка", тангенциально через укороченные улитки или четырехзаходный улиточный вход.

Розеточные завихрители по сравнению с винтовыми дают лучшую очистку газа, но в большей степени забиваются пылью. Тип "розетка" не рекомендуется для очистки газов от пылей третьей группы, а газы, содержащие пыль четвертой группы вообще нежелательно очищать в батарейных циклонах.

Элементы батарейного циклона не должны иметь диаметр менее 250 мм. В противном случае возникает опасность перетока газа между отдельными циклонами через общий бункер, что значительно снижает эффективность пылеулавливания.

При эксплуатации батарейных циклонов нужно учитывать работу и наполняемость пылевого бункера, так как он аэродинамически связан с процессом пылеулавливания. Переполнение или изменение конструкции пылевого бункера может привести к захвату частиц вихревым потоком из пылеприемника и снизить эффективность работы батарейной установки.

Недостатком работы батарейных циклонов является то, что из-за малых размеров отдельных элементов батареи они быстро изнашиваются.

Сфера применения

Батарейные циклоны применяются для очистки высокотемпературных газов (до +400 °C) от золы, пыли известняка, цемента, доломита, шамота, продуктов сгорания котлоагрегатов от крупной золы, а также для очистки невоспламеняющихся аэрозолей с температурой до 150 °C. Рекомендуется их применять для улавливания слабо- и среднеслипающихся пылей.

Циклоны для очистки воздуха от пыли: виды, изготовление своим руками

Владельцам небольших мастерских и просто домашним мастерам часто приходится сталкиваться с проблемой очистки воздуха после интенсивных работ по обработке древесины, шлифовке металлических поверхностей и т.д. Обычная вентиляция помещения тут не поможет, потребуется смонтировать специализированное оборудование. При известных навыках его можно сделать и своими руками.

Циклон для очистки воздуха от пыли

Назначение и характеристики циклонов

Циклон представляет собой специализированную воздухоочистительную установку (хотя подобные агрегаты применяются также в качестве стружкоотсосов, опилок и иных средств для удаления отходов).

В качестве воздухоочистителей промышленные конструкции циклонов должны обеспечивать отсос и пылеудаление с эффективностью не ниже 85…90%, при пылеудалении фрагментов с размерами не менее 10…12 мкм. Они оснащаются различной конструкции фильтрами. Наиболее эффективны электрофильтры, благодаря которым одновременно производится снятие зарядов статического электричества с частиц пыли.

Принцип действия циклона заключается в следующем. В улиткообразное входное пространство циклона с большой скоростью (до 20 м/с) поступает воздух, для чего обычно используются вентиляторы. Воздух, содержащий частички пыли, закручивается, после чего поступает в коническую полость аппарата. Особенности геометрического строения циклона обуславливают постепенное увеличение скорости воздушного потока, содержащего пыль и иные отходы. В процессе этого происходит самоотделение более тяжёлых частиц пыли от более лёгких. Первые оседают на дно, а вторые, перемещаясь в конусообразном пространстве, попадают в пылесборник, откуда их уже легко удалить с помощью ведра или герметичного контейнера. Очищенный воздух через трубу удаляется в атмосферу.

Количество циклонов, в зависимости от требований к качеству пылеудаления, можно сделать разным: встречаются группы из трёх, четырёх и даже восьми одиночных циклонов.

Эксплуатационные требования к циклонам включают в себя следующие параметры:

  1. допустимую дисперсность частиц, которые поступают в циклон, мкм.
  2. эффективность процесса, которая выражается в предельной весовой концентрации частиц после пылеудаления, в г/мм3;
  3. производительность циклона, в м3/ч;
  4. граничная температура воздуха или газа, поступающего в раструб циклона (более характерно для систем газоочистки, чем пылеудаления) – обычно до 400…600 °C;
  5. внутренний диаметр циклона, мм.

Кроме чисто конструктивных требований, предъявляются ещё и условия качественной установки воздухоочистных аппаратов. Например, при превышении зазоров в соединениях воздуховодов часто происходит подсос воздуха, при котором производительность отделения пыли от воздуха резко снижается. Допустимая величина подсоса не должна быть более 6…8%.

Циклоны выполняют не только удаление пыли из окружающего воздуха, но могут также обеспечивать подачу чистого воздуха в помещение.

Конструкция бытового циклона

Универсальных циклонов для выполнения различных очистных операций нет. Например, стружкоотсос должен иметь повышенную прочность стенок трубы, что предотвратит преждевременный износ. Относительно циклона, предназначенного для сбора и удаления опилок, важно предусматривать минимальные потери во всасывающих воздуховодах. Предусматривая циклон для целей очистки воздуха от цементной пыли, возникающей в строительных работах, особое внимание уделяют конструкции фильтров.

Принцип работы циклонного пылеуловителя

В бытовых условиях наиболее универсальными считаются циклоны, очищающие воздух от крупнодисперсной пыли. Изменяя конструкцию фильтров, такие аппараты можно сделать для целей пылеудаления, в качестве стружкоотсоса, для очистки воздуха от опилок в деревообрабатывающей мастерской (например, у действующей пилорамы).

Составными частями такого агрегата являются:

  • корпус – включает в себя коническую и цилиндрическую части, причём преимущественное влияние на качество процесса оказывает форма именно конической части;
  • патрубок – один или несколько, куда поступает исходный загрязнённый воздух;
  • выхлопная труба, предназначенная для отвода очищенного от пыли воздуха;
  • входной фильтр (или их система) в качестве стружкоотсоса;
  • приёмное ведро;
  • приводной электродвигатель;
  • вентилятор.

Устройство циклонного пылеуловителя

Все перечисленные детали/узлы можно приобрести, либо сделать своими руками.

Результат работы циклона

Выбор электродвигателя

Поскольку самодельный циклон устанавливается в мастерской, то главным параметром двигателя является его мощность и количество оборотов ротора. При наличии вентилятора мощность двигателя особого значения не имеет, поскольку частицы пыли всё равно в работающий станок, пилораму и т.п. попадать не будут. Тем не менее, мощность и диаметр улитки циклона должны быть взаимоувязаны между собой. При диаметре колеса улитки до 300…350 мм вполне подойдёт высокооборотистый (обязательно!) двигатель  до 1,5 кВт. При меньших диаметрах мощность может быть ниже, однако снизится и производительность очистки. Поэтому при наличии в мастерской металлообрабатывающего станка принимают двигатель от 1 кВт.

Мощность электродвигателя существенно увеличивается, если планируется обустроить своими руками самодельное устройство за пределами помещения. Свободного места прибавится, но эффективность очистки снизится, в основном, из-за потерь в воздуховодах. Также стоит отметить, что в холодную пору года такой самодельный циклон будет эффективно «вытягивать» тепло из мастерской.

Удачным вариантом следует признать покупку электродвигателя в комплекте с приёмной улиткой, номер которой определяет потребительские возможности самодельной системы очистки воздуха. Наиболее распространённые для бытового применения параметры улиток и рекомендуемых к ним электродвигателей приведены в таблице:

Выбор электродвигателей для циклонов
№ улиткиДиаметр входного раструба (соответствует диаметру крыльчатки), ммПроизводительность по воздуху, м3Рекомендуемая мощность электродвигателя, ВтЧисло оборотов вала, мин-1
2.580…150До 17005003000
3.15250…300До 510022002800
4500…630До 840055001430

Системы поставляются с резиновыми виброизоляторами. Они способны создавать рабочее давление от 0,8 кПа и выше.

Выбирая (либо изготавливая своими руками) улитку, предпочтение необходимо отдать радиальной схеме воздухозабора, чем тангенциальной.

В последнем случае для самодельной улитки возрастают непроизводительные потери, а инерционность способа отбора частиц для варианта со стружкоотсосом окажется весьма низкой.

Выбирая двигатель, необходимо учитывать, что скорость движения воздуха в устройстве не может быть меньше 2,5…3 м/с. При неудовлетворительной очистке элементы самодельного циклона как стружкоотсоса (фильтр, ведро) быстро забиваются стружкой, опилками и другими мелкими отходами.

Изготовление элементов циклона

На специализированных форумах сети Интернет можно найти чертежи всех составляющих агрегата, которые доступны для того, чтобы сделать их своими руками. Из подручных средств часто производится переделка бытового (а лучше – промышленного) пылесоса. Дополнительно необходимы:

  • комплект шлангов из полупрозрачного гофрированного материала (это облегчит визуальный контроль за осевшими внутри частицами пыли). Для стружкоотсоса практичнее резиновые шланги;
  • звукоизолирующая коробка, которая будет выполнять две функции – обеспечит снижение уровня шума в мастерской, и дополнительную защиту всех находящихся там станков и электроинструментов от периодически накапливаемого пылью статического электричества. С этой целью коробку можно сделать своими руками из фанеры, а изнутри отделать любого типа звукоизолятором;
  • воздуховоды для очищенного воздуха: собираются своими руками из тонкого алюминиевого листа, и соединяются между собой фальцами;
  • ёмкость для сбора отходов – можно изготовить из обычного строительного ведра вместимостью от 20 л, которое при помощи гофрорукава герметизируется с корпусом самодельного циклона;
  • фильтр (можно использовать фильтр от грузовых автомобилей), который устанавливается на выходном патрубке.

Переделанный своими руками для нужд пылеудаления пылесос проверяют: сначала на холостом ходу, прогоняя через систему обычный воздух, а потом уже с подключением пылесоса к работающему станку.

Принцип работы батарейного циклона - размеры, схемы и чертежи

С задачей очистки воздуха от пылевых частиц разных фракций, а также с вопросом снижения риска взрыва зерновой пыли справляются аспирационные системы и пылеулавливающее оборудование. Обеспыливающая вентиляция позволяет очистить воздух рабочей среды от мелкодисперсной пыли и дымовых газов. Благодаря очистке воздуха в зонах технологических линий на заводах, элеваторах, в зернохранилищах концентрация зерновой пыли не превышает гранично допустимые значения.

Промышленная аспирация обеспечивает взрывобезопасность производства, эффективность работы оборудования и комфортные условия для сотрудников предприятия.

Батарейный циклон и его основные характеристики

Батарейный циклон работает как пылеуловитель. Его назначение заключается в улавливании мелкодисперсной, среднедисперсной пыли в различных аспирационных системах и установках. Циклоны устанавливаются на производствах по обработке зерна, на заводах пищевой промышленности и сельскохозяйственных предприятиях. Данные батарейные установки производятся согласно ГОСТам и ТУ. Батарейный циклон довольно часто монтируют в аспирационные системы элеваторов и зерноперерабатывающих заводов различного назначения. Он улавливает взвешенные в потоке воздуха (поступившего из систем аспирации и пневмотранспорта) пылевые фракции. Также циклоны хорошо подходят для очистки газов, нагретых до температуры +350°C от золы, а также слабо- и среднеслипающейся пыли: известняк, цемент, доломит, шамот

Как работает батарейный циклон?

Конструкция циклона ─ это несколько десятков или даже сотен циклонных элементов, соединённых общим корпусом и бункером. Также к корпусу циклона подсоединён единый подвод и отвод газа. В таком очистителе воздуха для отделения пыли от газов работают центробежные и гравитационные силы. На рисунке 1 ─ принципиальная схема работы батарейного циклона.

Рассмотрим, как работает батарейный циклон

Батарейные циклоны состоят из корпуса, выхлопной трубы н направляющего аппарата. Газ из распределительной камеры поступает в элементы по оси. Лопатки направляющего аппарата сообщают газу вращательное движение, он направляется по нисходящей в сторону отверстия для спуска пыли.

Загрязнённый пылью воздух поступает в циклоны через входной патрубок. В циклонах он начинает вращательное винтообразное движение, действует центробежная сила. Под её действием частички пыли прижимаются к стенкам циклонов и под действием силы трения начинают двигаться медленнее. Они теряют скорость и скатываются вниз в сборный конус. Вся скопившаяся пыль выводится в пылепровод через шлюзовый затвор.

Батарейные установки комплектуются сборной коробкой, циклонами правого и левого исполнения (4 шт) и общего бункера.

Технические характеристики циклонов

Батарейный циклон имеет поворотные входной и выходной патрубки: при необходимости при заказе уточняется угол поворота (разворота). Это позволяет оперативно смонтировать установку на объекте. Входной патрубок служит для подачи загрязнённого воздуха в циклоны. Прямоугольным фланцем патрубок соединяется с батареей циклонов, а круглым фланцем ─ к воздуховоду запыленного воздуха.

Примечательно, что циклоны достаточно эффективно справляются со своей задачей: зависимо от типа и режима работы они очищают воздух на 85-96 %. При этом затрачивается относительное небольшие финансы на покупку и эксплуатационные расходы.

Эффективность очистки воздуха от зерновой пыли составляет 95% и более.

Сопротивление циклона — до 800 Па при скорости входа запылённого воздуха 18 м/сек.

Технические характеристики установок будут отличаться производительностью Q (м3/час). Типоразмеры и обозначения батарейных установок определяются диаметром входящих в нее циклонов.

Направление выброса воздуха бывает двух вариантов: вбок или вверх, габаритные размеры и внутренний диаметр циклонов установки.

Конструкция и размеры

Давайте выясним, почему батарейный циклон имеет именно такие размеры и конструкцию?

В корпус циклона подаётся газ, скорость которого составляет 20 м/сек. Загрязнённый газ подводится с помощью патрубка с прямоугольным сечением. Патрубок должен бить узким, тогда повышается угловая скорость вихревого потока, путь пылевых частиц к стенкам становится меньше: пылеудаление происходит качественнее. Но следует учитывать, что элементы батарейного циклона не должны иметь диаметр менее 250 мм. Соответственно, размер одного циклона разработан небольшой, чтобы увеличить его КПД. Так как на больших предприятия необходимо очищать значительные объемы запыленного воздуха, устанавливают группы (батареи) по 10, 20, 50, 100 и более таких небольших циклонов.

Батарейный циклон во время эксплуатации аэродинамически связан с процессом пылеулавливания, поэтому важно учитывать и по необходимости корректировать режим работы и наполняемость пылевого бункера. Необходимо предотвращать переполнение или изменение конструкции пылевого бункера: частицы из пылеприемника могут захватываться вихревым потоком. В таком случае значительно снизится эффективность работы батарейной установки. Недостатком работы батарейных циклонов является то, что из-за малых размеров отдельных элементов батареи они быстро изнашиваются.

Преимущества батарейных циклонов

Батарейный циклон, в отличие от обычных циклонов, имеет меньшие размеры в плане. Это достигается путём установки в каждом элементе циклона направляющего аппарата в виде винта или розетки.

Таким образом, размер батарейного циклона (сравнительно с обычными агрегатами) меньше при одинаковой производительности.

Аппараты циклоны принцип действия и работы

Циклоны аппараты используемые для очистки воздуха и газов от сухих, влажных загрязнений, пыли, жидкостей, используемые в промышленности и некоторых моделях пылесосах. Циклоны принцип действия которых основан на использовании центробежной силы, являются наиболее массовыми по применению в различных отраслях промышленности.

Промышленные циклоны – принцип работы аппарата

Промышленные циклоны аппарат, применяемый для очистки газовоздушных смесей, выделяемых в процессе работы котельного оборудования, воздуха рабочей зоны на производственных технологических линиях по метало- и деревообработке, производстве комбикормов, обработке зерновых, на пищевых предприятиях, в сельском хозяйстве.

Циклоны принцип работы которых основан на использовании центробежной силы, создаваемой вращательно-поступательным движением воздушного потока, имеют простую, надёжную в эксплуатации конструкцию. Поток воздуха в аппаратах циклон, благодаря центробежной силе отбрасывает пыль к стенкам циклона, опускаясь, они попадают в бункер, а очищенный воздух через выходной патрубок выводится наружу.

  • цилиндрическое;
  • конические.

Оба вида могут использовать левое или правое вращение воздушных потоков. Создание прямоточных циклонов принцип действия которых характеризуется механической сепарацией пыли, уменьшило габариты устройства и гидравлическое сопротивление.

Виды аппаратов циклон, их выбор

В зависимости от объёмов воздуха, подлежащего очистке, циклоны производятся:
  • одиночные, включающие один аппарат;
  • батарейного типа – несколько прямоточных циклонов совмещены в один пылеулавливающий аппарат.
Принцип работы циклона и уровень очистки воздуха значительно зависит от дисперсного состава пылевых частиц в очищаемом воздухе (чем крупнее частицы, тем результативней очистка). Степень очистки воздуха наиболее распространенных универсальных циклонов типа ЦН достигает:
  • для частиц пыли, имеющим условный диаметр 20 мкр – 99,5%;
  • пылевых частиц, имеющих условный диаметр 10 мкр – 95%;
  • пылевых частиц, имеющих условный диаметр 5 мкр – 83%.

Уменьшение диаметра циклона повышает степень очистки, однако увеличиваются затраты на чистку аппарата и металлоёмкость. Возможно применение электростатического фильтра, эффективно улавливающего наиболее мелкие частицы.

Анализ работы циклонов для пылеулавливания

Библиографическое описание:

Иванков, Д. И. Анализ работы циклонов для пылеулавливания / Д. И. Иванков, Р. Д. Гритчин, А. Н. Тюрин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 13 (117). — С. 165-168. — URL: https://moluch.ru/archive/117/32043/ (дата обращения: 21.07.2021).



В статье рассмотрен классический вид конструкции циклонного пылеуловителя. Проанализированы особенности работы циклонного аппарата и особенности движения пылевой смеси в циклоне. Предложены пути модернизации конструкции циклона.

Сухие пылеуловители работают по принципу отделения тяжелых частиц от газов силами инерции (при раскрутке газов или их резком повороте). Весьма широко на предприятиях для очистки запыленного воздуха применяются циклонные пылеуловители.

Циклоны — наиболее распространенные пылеулавливающие агрегаты [1], они применяются на предприятиях черной и цветной металлургии, химической, нефтяной и деревообрабатывающей промышленности, при производстве строительных материалов, в энергетике и др.

При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80–95 % от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны пылеуловители являются надежными устройствами очистки, т. к. в их конструкции нет сложного механического оборудования, а сепарация пылевых частиц осуществляется под воздействием центробежной силы.

Принцип работы

Пылевая смесь со взвешенными в ней твердыми частицами через входной патрубок подается в цилиндрическую часть циклонного аппарата и совершают движение сверху вниз по наружной спирали. Под действием центробежной силы фракции пыли отделяются, и по стенкам циклона перемещаются вниз в сборный конус. Обычно в циклонах центробежное ускорение от нескольких сотен, до тысяч раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, и под влиянием центробежной силы движутся к стенке. Накопленная пылевая смесь движется вдоль стенки по спирали вниз в пылевой бункер. Чистый воздух по мере движения сверху вниз частично меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Чистый воздух подается в воздуховод для очищенного воздуха (сверху или сбоку циклона), частицы пылевой смеси вследствие своей инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер [2].

Особенности конструкции циклона

Классический пылеуловительный циклон состоит из двух частей — цилиндрической и конической. Входной патрубок, через который в циклон подается очищаемый газ, установлен на цилиндрической части и направляет поток внутрь установки тангенциально. Коническая часть циклона расположена вершиной вниз, которая является выходным окном для сброса сепарированных частиц пыли в бункер. По продольной оси установки расположена труба, которая частично погружена в центр цилиндрической части, называемая выхлопной трубой. Цилиндрическая и коническая части циклона крепятся на бункере для сбора отсеянных частиц. В некоторых конструкциях циклонов нижняя сборная камера может и не использоваться. В этом заключается различие между устройствами закрытого и открытого типов [5].

Классическая схема устройства и схема отделения частиц в циклонной камере показаны на рис.1.

Рис. 1. Схема устройства циклона: 1 — запылённый газ; 2 — чистый газ; 3 — зоны высокой концентрации пыли; 4 — конус; 5 — область вихревого ядра; 6 — выгрузка пыли [5]

Особенности работы циклона

В результате анализа движения запыленного газа в циклоне возможно установить следующие характерные зоны — рис. 2. Зона рециркуляции 1, представляющая собой продолговатый овал, отрицательно влияет на сепарацию пыли. На выходе из циклона в зоне 2 скорости газа в трех главных направлениях служат величинами одного порядка. Зона 3 служит центральной тороидальной областью рециркуляции на выходе. Выхлопная труба 4, которая частично погружена в центр установки, уменьшает «диффузию» частиц через прилегающий слой по длине верхней крышки пылеуловителя. Существенное влияние на работу устройства оказывает наличие прилегающего слоя у нижней торцевой стенки 5. В связи с этим ее выполняют конусной. Обращение вихревого движения газа происходит в зоне 6. При изменении направления движения вихря окружная скорость становится значительно больше, чем две другие. Входной патрубок для подачи газа на очистку в циклон расположен в зоне 7. Благодаря области сильного поля центробежных сил близ стенки 8 обеспечивается сепарация частиц и увеличивается время пребывания их в аппарате [5].

Рис. 2. Схема течения газа в циклоне: 1 — кольцевая зона; 2 и 3 — зоны на выходе из аппарата; 4 — выхлопная труба; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 8 — зона разделения [5]

Путем модернизации конструкции циклона возможно решить вопрос с одним из недостатков, а именно снизить гидравлическое сопротивление.

Метод центробежного осаждения частиц из запыленного потока газовоздушной смеси, является едва ли не единственным в случае умеренных объемных расходов газа. Это объясняется простотой устройства и высокой эффективностью очистки воздуха.

Рассмотрим циклон в котором совершается устойчивое круговое движение с постоянной угловой скоростью.

В зоне переноса частиц инерционные центробежные силы во много раз превосходят гравитационные силы. Но действие центробежных сил в классическом циклоне кратковременное, так как возникающие при круговом движении потока сжимающие его силы направлены от периферии к центру вихря; происходит движение газового потока от стенки аппарата к его оси, которое противодействует вылету частицы пыли. При переходе цилиндрической части в коническую — конфузор перепад статического давления в потоке газа происходит более резко, сжимающее поток усилие становится значительно больше центробежной силы, поток в виде сильного вихря направляется внутрь, захватывая с собой частицы пыли [4].

Движение частицы вниз происходит только благодаря воздействию вторичного потока газа, искривленного вдоль конической стенки, при этом ему приходится преодолевать и силу трения частиц о стенку аппарата.

В данной конструкции при сохранении первого условия можно добиться менее стремительно увеличения коэффициента сопротивления. В классическом циклоне гидравлическое сопротивление продолжит неизбежно возрастать.

Модернизированный циклон работает следующим образом:

Запыленный воздушный поток нагнетается в корпус пылеуловителя через входной патрубок. За счет центробежной силы в цилиндрической полости циклона начинается отделение частиц пыли из потока. Затем запыленный поток поступает в конническую полость циклона. Очищенный воздух удаляется через выходной патрубок. Частицы уловленной пыли удаляются через патрубок [3].

Использование циклонных пылеуловителей очистки призвано обеспечить максимальное снижение выбросов загрязненных веществ. В современной промышленности очень широко используются циклонные аппараты, но по ряду причин они не удовлетворяют современным требованиям по качеству очистки. Разрабатываемые и внедряемые методы модернизации циклонов позволят без существенных затрат увеличить эффективность очистки воздуха, без увеличения энергозатрат, а также увеличить срок службы циклона.

Литература:

1. Штокман Е. А. Очистка воздуха. Издательство: Ассоциация строительных вузов (АСВ), 2007. — 312 c.

2. Вальдберг А. Ю. Исянов Л. М. Тарат Э. Я. Технология пылеулавливания / — Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1985. — 192 с..

3. Веригин А. Н., Федоров В. Н., Малютин М. С. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания Издат.: С.-Петербургского университета, 2000 г., 336с.

4. Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов: тез.докл. конф., 17–18 окт. 1991 г. / Под ред.Ю. И. Шумяцкого. — Пенза: [б. и.], 1991. — 128 с.

5. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания. — URL: http://www.ntds.ru/statyi/120_cikloni.pdf (Дата обращения 18.06.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): циклон, входной патрубок, центробежная сила, цилиндрическая часть, выхлопная труба, зона, гидравлическое сопротивление, зона входа, циклонный аппарат, чистый воздух.

Циклонный сепаратор - Energy Education

Рисунок 1. Циклонный сепаратор. [1]

Циклонные сепараторы или просто циклоны - это сепарационные устройства (сухие скрубберы), которые используют принцип инерции для удаления твердых частиц из дымовых газов. [2] Циклонные сепараторы - одно из многих устройств для контроля загрязнения воздуха, известных как предварительных очистителей , поскольку они обычно удаляют более крупные частицы твердых частиц. Это избавляет от необходимости более тонкой фильтрации в дальнейшем иметь дело с более крупными абразивными частицами.Кроме того, несколько циклонных сепараторов могут работать параллельно, и эта система известна как мультициклон . [3]

Важно отметить, что циклоны могут сильно различаться по размеру. Размер циклона во многом зависит от того, сколько дымовых газов необходимо отфильтровать, поэтому для более крупных операций, как правило, требуются циклоны большего размера. Например, может существовать несколько различных моделей циклонов одного типа, и размеры могут варьироваться от относительно небольших 1,2–1,5 метра в высоту (около 4–5 футов) до примерно 9 метров (30 футов), что примерно равно высоте циклона. трехэтажное здание !. [4]

Как это работает

Циклонные сепараторы

работают как центрифуги, но с непрерывной подачей грязного воздуха. В циклонном сепараторе грязный дымовой газ подается в камеру. Внутри камеры создается спиральный вихрь, похожий на торнадо. Это спиралевидное образование и разделение показано на рисунке 2. Более легкие компоненты этого газа имеют меньшую инерцию, поэтому им легче попасть под влияние вихря и подняться по нему. Напротив, более крупные компоненты твердых частиц обладают большей инерцией и не так легко подвержены влиянию вихря. [2]

Рисунок 2. Анимированный GIF-файл, показывающий, как частицы движутся через циклонный сепаратор. [5]

Поскольку этим более крупным частицам трудно следовать за высокоскоростным спиральным движением газа и вихря, частицы ударяются о внутренние стенки контейнера и падают в сборный бункер. Эти камеры имеют форму перевернутого конуса, чтобы способствовать сбору этих частиц на дне контейнера. Очищенный дымовой газ выходит через верхнюю часть камеры.

Большинство циклонов созданы для контроля и удаления твердых частиц диаметром более 10 микрометров. Однако существуют высокоэффективные циклоны, которые предназначены для работы с частицами размером до 2,5 микрометра. Кроме того, эти сепараторы неэффективны для очень крупных твердых частиц. Для твердых частиц размером около 200 микрометров лучшим вариантом являются гравитационные отстойные камеры или импульсные сепараторы. [3]

Из всех устройств для контроля твердых частиц циклонные сепараторы являются одними из наименее дорогих. [2] Они часто используются в качестве предварительной обработки перед тем, как дымовой газ попадет в более эффективные устройства контроля загрязнения. Следовательно, циклонные сепараторы можно рассматривать как «грубые сепараторы» до того, как дымовой газ достигнет ступеней тонкой фильтрации.

Эффективность

Циклонные сепараторы

обычно способны удалять от 50 до 99% всех твердых частиц в дымовых газах. [2] Насколько хорошо циклонные сепараторы действительно способны удалять этот материал, во многом зависит от размера частиц.Если имеется большое количество более легких твердых частиц, можно отделить меньшее количество этих частиц. По этой причине циклонные сепараторы лучше всего работают с дымовыми газами, которые содержат большое количество крупных твердых частиц.

У использования циклонных сепараторов есть несколько преимуществ и недостатков. Во-первых, циклонные сепараторы выгодны, потому что они не дороги в установке или обслуживании и не имеют движущихся частей. Это снижает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию. Во-вторых, удаленные твердые частицы собираются после высыхания, что облегчает их утилизацию.Наконец, эти устройства занимают очень мало места. Несмотря на эффективность, использование циклонных сепараторов также имеет недостатки. Главным образом потому, что стандартные модели не могут эффективно улавливать твердые частицы размером менее 10 микрометров, а машины не могут хорошо обрабатывать липкие или липкие материалы. [3]

Для дальнейшего чтения

Ссылки

Объяснение принципа работы циклонного сепаратора (пылеуловитель)

Введение

Циклонная сепарация - это способ разделения различных жидких фаз (жидких с разной плотностью) или отделения частиц от газового потока. Циклонные сепараторы часто являются частью стадии предварительной очистки перед выпуском газа или жидкости. Эта статья посвящена циклонному сепаратору газа.

Циклонные сепараторы

Что в имени?

Циклонный сепаратор имеет несколько разговорных названий. Эти названия включают « пылеуловитель », « пылеуловитель », « пылеуловитель », «циклонный экстрактор » и «циклонный сепаратор ».Как правило, меньшие по размеру устройства называются «пылеуловителями» или экстракторами, а крупные промышленные сепараторы называются «циклонными сепараторами».

Газовый циклон и гидроциклон

Существуют две основные конструкции циклонного сепаратора: газовый циклон и гидроциклон .

Газовые циклоны используются для удаления унесенных частиц из газового потока.

Типовая установка газового циклона

Гидроциклоны используются для разделения жидкостей разной плотности.

Циклонные сепараторы

могут быть установлены по отдельности или в составе нескольких циклонов, известных как мультициклоны . Также возможно установить циклоны последовательно или параллельно.

Сепараторы

могут быть установлены с горизонтальной или вертикальной ориентацией.

Циклонные сепараторы газа Циклонные сепараторы

делятся на две основные категории: с обратным потоком и с осевым потоком .

Реверсивные циклонные сепараторы имеют коническую форму.Газ поступает в верхнюю часть корпуса сепаратора, течет вниз, затем снова течет вверх и выпускается.

Циклонный сепаратор газа с обратным потоком

Существуют различные конструкции циклонных сепараторов с обратным потоком. Ниже представлен еще один вариант циклона с обратным потоком.

Сепаратор циклона обратного потока с генератором завихрения

В циклонных сепараторах с осевым потоком (также известных как прямоточные) газ входит с одного конца и выпускается с противоположного конца.Сепараторы с осевым потоком не так распространены, как сепараторы с обратным потоком.

Циклон осевого потока

КПД

Эта статья будет посвящена циклонному сепаратору газа с обратным потоком, поскольку этот тип сепаратора является наиболее распространенным в настоящее время. В этой статье мы будем использовать термин «эффективность сбора» или просто «эффективность ». Эффективность улавливания - также известная как степень извлечения , или - является мерой способности циклона отделять частицы от протекающего газового потока .Поскольку частицы имеют разные размеры, оценка эффективности обычно дается для различных размеров частиц.

Точка отсечения

Объемный расход и геометрия циклонного сепаратора определяют точку отсечки. Точка отсечения - это точка, в которой частицы удаляются из газового потока при эффективности 50% . Это измерение является отраслевым стандартом и обычно может быть получено у производителя оригинального оборудования (OEM).

Компоненты и конструкция

Циклонный сепаратор с обратным потоком представляет собой промышленную сборку без движущихся частей и простой конструкции.

Основная цилиндрическая часть циклонного сепаратора известна как корпус или цилиндр . Постепенно сужающийся конический участок известен как конус .

Неочищенный газ поступает по касательной через вход на стороне сепаратора. Захваченные частицы в газовом потоке отделяются от газового потока и выводятся через выпускное отверстие в основании сепаратора.Очищенный газ выходит через приемное отверстие наверху сепаратора.

Циклонный сепаратор с этикетками

Как работают циклонные сепараторы

Видео ниже представляет собой отрывок из нашего онлайн-видеокурса «Основы работы с дизельным двигателем (часть 1)».

Газ, содержащий увлеченные частицы, поступает с высокой скоростью через тангенциальный вход в верхней части циклона.Газ течет в корпус / цилиндр циклона по касательной и начинает течь по круговой нисходящей спирали к нижнему отверстию для отбраковки; эта нисходящая спираль называется спиральным вихрем.

Касательная линия (показана красным)

Диаметр конуса постепенно уменьшается, что приводит к увеличению скорости газа. Внешний вихрь создает дополнительный внутренний вихрь ближе к центру корпуса сепаратора, и этот внутренний вихрь течет по спирали вверх к принимающему отверстию.

Внутренний (синий) и Внешний (черный) Vortex

Частицы с большей инерцией будут сталкиваться с боковой стороной циклона, в то время как частицы с меньшей инерцией останутся в потоке газа. Инерцию можно рассматривать как способность частицы продолжать движение по прямой линии даже при приложении внешних сил. При приложении внешней силы - например, циклонического вихря - частицы с низкой инерцией не будут продолжать двигаться по прямой линии, а вместо этого будут двигаться по спирали, увлекая их потоком газа.

Унесенные частицы газа с малым межатомным промежутком

Частицы с большей инерцией будут меньше подвержены влиянию вихря и продолжат движение по прямой. Эта прямолинейная траектория заставляет частицы с высокой инерцией выходить из газового потока и сталкиваться с корпусом циклонного сепаратора. Затем эти частицы падают на основание циклонного сепаратора и из отверстия для отбраковки. Таким образом, захваченные частицы определенного размера могут быть отделены от газового потока.

Унесенные высокопрочные частицы газа

Другой способ представить себе этот процесс - представить себе частицы более высокой плотности, сталкивающиеся с корпусом циклона, в то время как менее плотные частицы удерживаются в потоке газа. Это не совсем так, поскольку как плотность, так и форма частицы будут влиять на ее способность отделяться от газового потока.

Частицы, выбрасываемые через порт отбраковки, обычно либо рециркулируют (вне или на месте), либо утилизируют.

Физика Примечание

Распространено заблуждение, что центробежная сила - это сила, отделяющая частицы от газового потока, но именно центробежная сила заставляет частицы сталкиваться с корпусом сепаратора.

Приведенное ниже уравнение используется для расчета центростремительной силы на основе скорости воздуха (v) , размера частиц (м) и радиального расстояния (r) от стенки циклона .

F = (mv 2 ) / r

Где: v = скорость воздуха

м = размер частиц

r = радиальное расстояние

Центростремительные силы, создаваемые внутри сепаратора, могут быть от пятикратной силы тяжести для сепараторов большого диаметра с низким перепадом давления до 2500 раз силы тяжести для сепараторов очень малого диаметра с высоким перепадом давления.

Факторы, влияющие на эффективность

Есть несколько факторов, которые могут повлиять на эффективность циклонных сепараторов.К ним относятся плотность частиц , размер частиц, объемный расход, падение давления, длина конуса, длина корпуса, отношение приемного отверстия к диаметру корпуса и даже гладкость внутренних поверхностей циклона. Теперь мы обсудим более важные аспекты дизайна более подробно.

Плотность частиц - один из наиболее решающих факторов, влияющих на способность циклона удалять захваченные частицы. Плотные частицы, такие как оксиды железа, могут быть отделены с эффективностью 99% или выше, независимо от размера частиц. Когда плотность частиц уменьшается, эффективность снижается. (при условии, что никаких других изменений в системе не происходит).

Размер частиц является важным фактором, влияющим на эффективность сепаратора. Более крупные частицы отделяются легче, чем более мелкие. Частицы размером менее пяти микрон трудно отделить без использования очень маленьких сепараторов. Частицы размером более 200 микрон часто можно отделить с помощью других средств, таких как камеры гравитационного осаждения. Уменьшение размера частиц приведет к соответствующему снижению эффективности. .

Геометрия сепаратора значительно влияет на эффективность установки. Циклонный сепаратор большего диаметра не сможет отделять частицы так же эффективно, как сепаратор меньшего диаметра. Эффективность сепаратора увеличивается с уменьшением диаметра конуса. Таким образом, уменьшение диаметра конуса позволяет удалять все более мелкие частицы. Конус малого диаметра будет извлекать гораздо более мелкие частицы из газового потока, чем конус большего диаметра.

Все циклонные сепараторы имеют соответствующий перепад давления . Падение давления можно рассматривать как количество энергии, необходимое для перемещения газа через сепаратор, или как альтернативу его можно рассматривать как величину сопротивления, которое циклонный сепаратор добавляет потоку в системе. Падение давления является произведением расхода газа, плотности газа и геометрии циклона . Падение давления можно выразить как:

DR = R a Вход - R a Выход

Где:

DR = Падение давления циклона

Ra = абсолютное давление

Еще один способ повысить эффективность сепаратора - это уменьшить диаметр приемного отверстия .Это изменяет корпус сепаратора для приема соотношения диаметров отверстий и позволяет только более мелким частицам покидать сепаратор через приемное отверстие.

Большой или маленький разделитель?

Маленькие циклонные сепараторы имеют более высокий рейтинг эффективности, но связанный с этим перепад давления высокий, а объемный расход низкий. Скорость газа через небольшие сепараторы также очень высока, и это приведет к высокому уровню эрозии, если поток газа содержит абразивные частицы.

Большие циклонные сепараторы имеют более низкий рейтинг эффективности, но связанный с этим перепад давления низкий, а объемный расход высокий. Сепаратор большого диаметра не подходит для удаления мелких частиц из газового потока.

Преимущества и недостатки

Циклонные сепараторы обладают множеством преимуществ, в том числе:

  • Недорого купить.
  • Низкие эксплуатационные расходы.
  • Подходит для высоких температур.
  • Подходит для жидких туманов.
  • Не требует много места.

С циклонными сепараторами связаны некоторые недостатки, но серьезность этих недостатков можно уменьшить, если выбрать правильный сепаратор для правильного применения. К недостаткам можно отнести:

  • Повышенные эксплуатационные расходы, связанные с падением давления (при условии большого падения давления).
  • Неэффективен при работе с мелкими / мелкими частицами.
  • Не подходит для «липких» веществ.

Выбор материала

Выбор материала - очень важный фактор при выборе сепаратора для конкретного применения. Некоторые технологические системы могут содержать эрозионные или коррозионные текучие среды, поэтому необходимо добавить защитный слой на внутренние поверхности циклона.

Подходящие материалы для защиты сепаратора в эрозионных системах могут включать такие материалы, как керамика или эмаль в той или иной форме.Сепараторы, работающие в коррозионных системах , могут иметь некоторую форму покрытия из эмали или материала на основе поли для защиты металлического корпуса циклона под ним.

Приложения Циклонные сепараторы

используются во многих приложениях из-за их низкой стоимости, простой конструкции и высокой эффективности. Циклонные сепараторы не требуют рукавов или фильтров и требуют минимального обслуживания.

Грязные фильтры

Типичное применение - лесопилка.На лесопильных заводах образуется много пыли, которую необходимо удалить. Пыль втягивается в основную вытяжную систему за счет отрицательного давления, создаваемого вентилятором, обычно центробежным вентилятором. Затем запыленный воздух проходит через циклонный сепаратор, где большая часть древесной пыли отделяется от воздушного потока; затем чистый воздух выпускается непосредственно в окружающий воздух, в то время как древесная пыль перерабатывается или утилизируется.

Циклонный сепаратор Установка деревообрабатывающей фабрики

Еще одно распространенное применение - бытовой пылесос.Электродвигатель приводит в движение вентилятор, который втягивает воздух и частицы в корпус пылесоса. Необходимо обслуживать несколько деталей, а вакуум имеет дополнительное преимущество, заключающееся в отсутствии мешков, которые необходимо заменять. Джеймс Дайсон стал миллиардером, когда изобрел первый пылесос с циклонным сепаратором, увидев работающий циклон на лесопилке.

Циклонный сепаратор-пылесос

Дополнительные ресурсы

https: // energyeducation.ca / энциклопедия / Cyclone_separator

https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclonic_separation

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/cyclone-separator

Преимущества циклонных пылеуловителей для обработки пластмасс

Зачем нужны пылеуловители?

Пылеуловители часто необходимы на предприятиях по переработке пластмасс, потому что обычные высокоскоростные системы вакуумной транспортировки перемещают пластиковые гранулы и хлопья так быстро, что некоторые из них повреждаются, вызывая пыль и другие проблемы.Гранулы мягких материалов могут ударяться о поверхность конвейерной трубы, нагреваться из-за трения и оставлять пятна материала, которые становятся волокнистыми «ангельскими волосами». Гранулы из более твердых материалов могут расколоться или расколоться при ударе о стенки или углы трубы, создавая «мелкие частицы», такие как мелкие частицы, частицы или пыль.

Волосы ангела, мелкие частицы и пыль должны быть удалены перед переработкой пластмассы на детали. В противном случае они расплавятся намного быстрее, чем неповрежденные гранулы, и могут начать гореть, оставляя на готовых деталях потемневшие или обесцвеченные полосы.Чтобы удалить их, переработчики часто добавляют пылесборники или пылеуловители к своим системам вакуумной транспортировки. Циклонные пылеуловители дополняют фильтрующие фильтры для пыли, которые снабжены системами транспортировки; они могут существенно повысить эффективность пылеулавливания и снизить общие требования к техническому обслуживанию.

Как работает циклонный пылесборник?

Когда они добавляются к конвейерной системе, циклонные пылеуловители обычно размещаются непосредственно перед пылевыми фильтрами, которые расположены рядом с вакуумным насосом (-ами), приводящим в движение конвейерную систему.Когда воздух протягивается через камеру пылесборника к вакуумному насосу с высокой скоростью, он вращается в циклоническом движении. Центробежная сила, создаваемая этим быстрым круговым потоком воздуха, выталкивает более тяжелые пластиковые частицы, мелкие частицы и пыль наружу к стенке циклонной камеры. Они ударяются о стену, теряют скорость и падают в бункер или бункер, расположенный под циклонным коллектором.

Добавление циклонного пылеуловителя имеет несколько основных преимуществ для переработчиков пластмасс:

  1. Это значительно снижает количество пыли, которая должна улавливаться фиксированными фильтрующими сетками, доступ к которым, их удаление и очистка существенно затруднены.
  2. Значительно увеличивает интервал технического обслуживания пылеулавливающего оборудования. В большинстве случаев единственное необходимое обслуживание - это опорожнение и замена бункера, улавливающего пыль.
  3. Это практически исключает риск проблем с производительностью конвейера или повреждения вакуумного насоса, вызванного засорением фиксированных сеток пылевого фильтра из-за задержек технического обслуживания или неправильной повторной установкой корпусов фильтров после технического обслуживания сетки фильтра.

Если вы обнаружите, что у вас проблемы с производительностью вашей транспортной системы из-за засорения фильтров на ваших насосах и ресиверах или, кажется, вы постоянно опорожняете бункер на этом пылеуловителе, существует большая вероятность того, что циклонный пылеуловитель изменит ваш жизнь.

Узнайте больше в разделе «Транспортировка» нашего ассортимента продукции, посетив:

Как работает циклонная сепарация | HowStuffWorks

Начнем с основ. Циклонная сепарация может удалять твердые частицы, такие как грязь и пыль, из потока воздуха, газа или жидкости. Инженеры иногда называют эти смертоносные пылеуловители центробежными сепараторами. Это потому, что в основе этих машин лежит нечто, называемое центробежной силой [источник: Университет Делавэра].

Вспомните свой школьный урок физики. Центробежная сила - это тенденция объекта, двигающегося по кривой траектории, улетать от центра кривизны. Помните эксперимент с мячом и струной? Конечно, знаешь. Вы перебросили мяч на веревочке над головой. Что произошло, когда вы отпустили струну? Мяч улетел по траектории, касательной к его радиусу в точке выброса. Это центробежная сила, которую не следует путать с центростремительной силой , движением объекта к центру или оси (или тому, что заставляет мяч продолжать движение по кругу над вашей головой, пока вы его не отпустите).

Тем не менее, центробежная сила - это не реальная сила, а форма инерции, тенденция объекта двигаться по прямой линии, пока на него не воздействует другая сила. В циклонном сепараторе обычно воздух, содержащий грязь и пыль, прокачивается через верх вертикального цилиндра с коническим днищем. Быстро движущийся воздух попадает в камеру в верхней части цилиндра и начинает бурно вращаться. Когда это происходит, образуется мини-торнадо или циклон [источник: Wacharawichanant].

Воздух и пыль кружатся по спирали.Поскольку частицы имеют большую массу, чем молекулы воздуха, требуется большая сила, чтобы частицы двигались по кругу. Но внутри циклонной камеры такой силы нет. Когда вращающаяся масса воздуха вращается, более тяжелые частицы начинают расходиться и двигаться к стенке камеры. Поскольку эти крупные и плотные частицы обладают слишком большой инерцией, чтобы следовать кривизне воздуха, они отбрасываются в стороны. Удар, частицы врезаются в стену и соскальзывают на дно пылесборника или мусорного бака [источники: Вачаравичанант, Университет штата Делавэр].

Наконец, «чистый воздух» в нижней части циклона меняет направление и перемещается вверх по центру цилиндра к выхлопной трубе или выпускному отверстию, которое обычно соединено с фильтром, улавливающим любые оставшиеся мелкие частицы [источник: University of Делавэр].

Принцип работы гидроциклона

Третий тип классификации, используемый в горнодобывающей промышленности, - это Hydrocyclone , обычно называемый Cyclone. В отличие от других, он не имеет движущихся частей и работает вместе с другим оборудованием - насосом.Чтобы понять принцип работы гидроциклона , мы должны сначала знать его компоненты. Начиная сверху, идет ПЕРЕПОЛНЕНИЕ РАЗРЯДА.

В отличие от граблей и спиральных классификаторов, перелив циклона является точкой выхода мелкого материала, а не наоборот, как в случае двух других. Вихревой FINDER простирается от разгрузки перелива в корпус, который является точкой входа сырья в циклон.

Это просто отрезок трубы, предназначенный для разделения грубого и мелкого материала.Лучшее объяснение станет возможным, когда мы начнем объяснять, как это работает. Следующим в нашем списке компонентов циклонов идет ВЕРХНИЙ и НИЖНИЙ КОНУС, не все гидроциклоны имеют эту секцию, разделенную на два конуса. Некоторые из них сконструированы таким образом, чтобы облегчить ремонт и изолировать точки износа. Их функция - помочь создать ВИХРЬ.

Это достигается путем направления суспензии к нижнему продукту с одновременным получением гладкой поверхности, которая не будет ограничивать образование ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СИЛЫ, которая делает возможной классификацию.К нижнему конусу подсоединен APEX. Вершина - это точка разгрузки циклона, эта разгрузка называется НЕДОПОЛНЕНИЕМ. Материал, который выходит в этот момент, будет материалом, который требует дальнейшего измельчения. Последняя часть циклона - ЮБКА циклона. Он нужен только для ограничения утечки и разбрызгивания, это не важно для работы циклона.

Я полагаю, вы спрашиваете себя, почему и как это оборудование разделяет камни разных размеров? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны углубиться в операционную теорию циклона.Вначале пульпа направляется в циклон по стенке корпуса. Из-за перекачиваемой руды пульпа имеет СКОРОСТЬ. Именно эта скорость и точка входа помогают в создании спиральной траектории вокруг внешней части тела, верхнего и нижнего конуса.

Вход в циклон был спроектирован таким образом, чтобы входящее сырье помогало генерировать и не мешало спиральному пути, по которому руда должна идти внутри циклона. Центробежная сила (, центральный принцип работы гидроциклона ), создаваемая этим вращением, вынуждает «более крупные частицы наружу к стенке циклона».Если бы вы смогли сделать поперечный разрез циклона во время его работы, вы бы увидели, что по мере приближения к центру циклона грунтовая порода становится мельче.

Именно APEX в нижней части циклона является наиболее ответственным за создание вращения, требуемого для ЦЕНТРОБЕЖНОГО РАЗМЕРА суспензии.

Принцип работы гидроциклона

Центр этой спирали называется ВИХРЬ. Назначение вершины - создать внутреннее давление для циклона и создать вихрь, который простирается до вершины циклона.

Во всех гидроциклонах есть два выхода: один для грубого материала, это APEX, а другой для мелкого материала, это VORTEX FINDER. Цель искателя вихрей - отделить мелкий материал от крупного, когда он вращается по спирали вокруг вихря. ШИРИНА искателя Vortex определяет, насколько далеко от более крупного материала будет точка разделения.

https://www.911metallurgist.com/equipment/polyurethane-hydrocyclones/

Объем суспензии, подаваемой в циклон, не должен превышать вместимость этих двух выпускных отверстий, которые позволяют ей выходить.Размер апекса и искателя завихрений имеет решающее значение. Если верхняя часть циклона, как и размер слива в вашей раковине, будет меньше, это не позволит большему количеству навозной жижи выйти из нижней части циклона. Это приведет к тому, что вихрь станет меньше, внутренний объем суспензии внутри циклона будет больше, и количество материала, которое искатель завихрения отделяет, чтобы стать частью перелива, будет увеличиваться.
Так как это РАССТОЯНИЕ по вихревому искателю, которое определяет, где в вихре отделяется поток руды, РАЗМЕР OE APEX будет определять степень классификации, которой будет подвергаться руда.

Размер апекса по отношению к объему суспензии, подаваемой в циклон, будет создавать и поддерживать ДАВЛЕНИЕ, НЕОБХОДИМОЕ для вытеснения мелкодисперсного материала из циклона. Чем больше давление, тем больше объем перелива. Для увеличения перелива требуется либо больший объем, подаваемый в циклон, либо меньшее выпускное отверстие для нижнего слива. По мере увеличения давления в циклоне количество более крупного материала в переливах увеличивается. Причина, по которой создается это давление, заключается в том, что объем подачи больше, чем пропускная способность апекса.Давление создается по мере того, как объем суспензии накапливается над вершиной.

Эти три фактора затем становятся вашими рабочими переменными при работе с циклонами: РАЗМЕР АППЕКСА, РАЗМЕР ВИХРЕВОЙ ФИНДЕРА и ОБЪЕМ сырья. ЦИКЛОННОЕ ДАВЛЕНИЕ становится контрольным индикатором для регулировки размера апекса и объема корма. Вихревой искатель является ФИКСИРОВАННОЙ ПЕРЕМЕННОЙ, что означает, что его можно изменить, чтобы повлиять на размер перелива, но не в обычном порядке.Циклон необходимо вывести из эксплуатации и разобрать для выполнения этой регулировки.

Если переменные становятся несбалансированными до такой степени, что давление становится слишком высоким, циклон будет перегружен. Это означает, что при возникновении вихря в центре вихря образуется столб воздуха. Если этот столб воздуха схлопнется, скорость спирали уменьшится достаточно сильно, чтобы потерять центробежную силу, которая заставляет руду классифицироваться. Поскольку внутреннее давление циклона представляет собой объем суспензии, находящейся в циклоне, отсюда следует только то, что причина того, что столб воздуха должен разрушиться, заключается в том, что в циклоне не осталось места для воздуха.

Принцип работы гидроциклона

Если переменные становятся неуравновешенными в противоположных крайних точках, тогда не будет достаточного давления, чтобы вызвать переполнение. Либо объем будет слишком низким, либо размер вершины будет слишком большим. Это приведет к тому, что весь корм будет выгружен из нижнего слива.
Из того, что вы только что узнали, очевидно, что поддержание равномерного давления на циклон очень важно. Если циклон для эффективного функционирования зависит от давления, то постоянное давление обеспечит положительный контроль над классификацией руды.Это означает, что насос, питающий гидроциклон, очень важен для эффективной работы этого гидроциклона.

Чтобы понять, как работают насосы, нам придется оставить их связь с циклонами, пока мы не обсудим их компоненты и функции. Когда мы закончим обсуждение самих насосов, мы вернемся к этой взаимосвязи и объясним другие переменные, которые влияют на производительность этих двух машин.

Как работает циклонный пылеуловитель?

Если вы покупаете что-то по нашим ссылкам, ToolGuyd может получать партнерскую комиссию.

Деревообрабатывающие электроинструменты, такие как пилы, фрезерные станки и строгальные станки, создают неприличное количество пыли и мусора. Деревообработчики часто используют промышленные пылесосы или специализированные портативные пылеудаляющие аппараты, чтобы справиться с этим, но фильтры быстро забиваются, пакеты быстро заполняются, а канистры требуют частого опорожнения.

Забитый фильтр или заполненный мешок также могут привести к потере мощности всасывания.

Что делает надстройка Cyclone?

Источник изображения: Oneida Dust Later

При работе с деревом образуются мелкие частицы пыли, крупные частицы среднего размера и крупный мусор, такой как стружка и стружка.Дополнительные циклоны отделяют и собирают большую часть средней и крупной пыли и мусора, сохраняя мощность всасывания и производительность присоединенных пылесосов или экстракторов.

Циклоны

не эффективны на 100%, поэтому в конечном итоге потребуется техническое обслуживание фильтра или новый мешок.

Промышленные пылесборники более высокого уровня имеют встроенную двухступенчатую фильтрацию, а циклоны обычно работают так же, как и те, которые вы добавляете в портативные пылесосы.

Как работают циклоны?

Как правило, все циклонные сепараторы имеют непрямой путь от впуска шланга к выпуску шланга.То есть воздушный поток и перемещение частиц - это не короткое расстояние от входа до выхода. Воздушный поток начинается на входе и следует по спиральной нисходящей траектории, пока не достигнет нижней части конической секции. Вертикальный восходящий возвратный поток к выпускному отверстию вакуума начинается в центре циклона рядом с его дном.

Самый тяжелый мусор - щепа, стружка и т.п. - быстро падает на дно сепаратора. Эти более крупные частицы сталкиваются со стенками циклона, теряют скорость, и сила тяжести помогает им тянуть их вниз к сборному контейнеру.

Более легкие и средние частицы продолжают двигаться по спиральному пути воздушного потока вдоль стенок циклона или сепаратора. Коническая секция в нижней части циклона помогает дополнительно отделять частицы среднего размера от воздушного потока.

Некоторые более легкие частицы останутся в спиральном воздушном потоке, некоторые будут отделены частицами среднего размера. Меньший радиус конуса означает большую силу прижатия к стенке, которая удерживает более мелкие частицы от центра.

Простой циклонный сепаратор.Источник: Wikipedia

В нижней части конуса циклона часть более легких частиц упадет в сборный контейнер, но часть будет втягиваться к источнику вакуума.

Обычно только некоторые из мельчайших частиц попадают в пылесборник или магазинный пылесос. Но если скорость всасывания слишком высокая, в пылесос попадет больше пыли.

Циклонные сепараторы

могут привести к небольшому снижению мощности вакуума, но даже если это будет заметно, преимущества перевешиваются.Величина снижения определенно будет меньше, чем падение, вызванное быстро засоряющимся фильтром или сборным мешком.

Циклонные сепараторы и сепараторы с крышкой

Крышка-сепаратор, которую часто помещают на 5-галлонное ведро, контейнер для мусора или другую емкость, лучше, чем отсутствие сепаратора, но хорошо спроектированные циклонные сепараторы, как правило, лучше.

Оба фильтруют более крупный мусор, но циклонные сепараторы иногда лучше справляются с отделением более мелких и средних частиц древесной пыли.

Теоретически циклоны лучше, но поскольку оба типа продуктов имеют свои преимущества и недостатки, на практике несправедливо утверждать, что один лучше другого.

Циклонное отделение пыли - Обзор

Циклонное отделение пыли - Обзор

Как работает циклон?

По сути, функция циклонного сепаратора состоит в том, чтобы удалять большую часть пыли и мусора, которые вы всасываете, и отделять их от воздушного потока, который их переносит.Это достигается путем подачи запыленного воздуха в камеру циклона через входное отверстие, расположенное по касательной к цилиндру вверху. Это заставляет воздух и пыль циркулировать вокруг внешней стороны контейнера, и, как таковые, центробежные силы удерживают твердый материал на внешних краях. «Воздушная рампа» заставляет воздушный поток и частицы пыли опускаться в контейнер конической формы, где коническая форма создает циклон с более высокой центробежной скоростью воздуха.

Если циклон работает нормально, более высокие скорости воздуха в конусе отбрасывают частицы пыли, как большие, так и мелкие, в сторону.Наконец, около нижней части конуса воздух достигает «точки поворота». Это решающий момент, когда чистый воздух меняет направление, надеюсь, оставляя частицы, которые он нес, и поднимается вверх по центру верхнего цилиндра к пылесосу. Пыль в силу своей инерции (и в некоторой степени силы тяжести) продолжает опускаться, падая в большую отстойную камеру, где воздух почти полностью неподвижен. Таким образом, в стиле helter-skelter, пыль уходит вниз по желобу, а чистый воздух уносится вверх по центральному входу в пылесос.

Короче говоря, циклон предотвращает засорение ваших фильтров частицами пыли, предотвращая потерю всасывания, с которой сталкиваются большинство случайных домашних мастеров, когда они подключают свой домашний пылесос или даже специальный пылесос для работы к дереву. Чтобы быстро увидеть, как работают циклоны, посмотрите это видео о моем первом прототипе, прошедшем тестовый запуск.

Какие циклоны не являются:

Так называемые «циклонные сепараторы крышки мусорного бака», подобные этому, работают нормально для того, чем они являются, но на самом деле их лучше продавать как капельные ящики.Как и в случае со многими вертикальными пылесосами, которые называют себя «демонами циклонной мощности», они страдают теми же несколькими серьезными проблемами: «циклон» на самом деле вовсе не циклонный сепаратор, а просто капельный ящик, который немного закручивается, и / или что циклонный узел не отделен от точки сбора, поэтому, когда воздух закручивается, это не обязательно хорошо, потому что он нарушает любую собранную пыль, которая, таким образом, может быть засосана в экстрактор, где она забивает фильтр или, если достаточно маленький будет выброшен обратно в атмосферу - кашель-кашель!

Сборка этого двойного циклона:

Циклонный сепаратор real делает именно это: он отделяет пыль в отдельную камеру удержания, где воздух относительно неподвижен, и пыль может оседать.На этих страницах мы рассматриваем циклон в нескольких частях:

  • Верхняя часть корпуса - деталь простой цилиндрической формы, обеспечивающая крепление для впуска и выпуска воздуха.
  • Конус - участок конической формы (сюрприз-сюрприз). Он направляет пыль вниз через лоток для пыли (на конце конуса) в камеру сбора.
  • Воздухозаборник и пандус - воздухозаборник подает воздух, наполненный пылью, пандус снижает турбулентность, направляя этот воздух вниз по желаемой спирали.
  • Воздуховыпускное отверстие - это еще один цилиндр, расположенный в центре верхней части тела. Чистый воздух всасывается из воздуховыпускного отверстия.

Я хотел очистить циклон, чтобы мы могли видеть, что происходит внутри. Это было важно для меня, потому что, несмотря на то, что я много читал по этой теме, циклоническая фильтрация все еще кажется мне чем-то вроде черной магии, и я хотел увидеть, как она действительно происходит в деталях. Прозрачность также означает, что я могу наблюдать разницу в производительности, когда настраиваю дизайн, изменяю воздушный поток или изменяю разделяемые отходы.Кроме того, мы можем сразу увидеть, заполнена ли сборная камера, есть ли закупорка или аналогичная проблема. Вообще-то, ясно, что это намного круче!

Циклон основан на «соотношении верхний: конус» 1,64 (длина конуса составляет 1,64 * диаметр верхней секции), что, как было показано, очень хорошо работает. Если вы делаете циклон из листовой стали, фантастическая электронная таблица Билла Пенца в Excel может масштабировать конструкцию и рассчитывать все размеры за вас. Я экспериментировал с разными материалами, поэтому фактическая конструкция существенно различалась, потому что я хотел увидеть внутреннюю работу.Тем не менее, электронная таблица представляет собой отличное руководство для начала, если вы хотите использовать сталь - вы можете загрузить и проверить электронную таблицу здесь (она находится в конце страницы). Если вы хотите воспроизвести циклоны DS, вам это на самом деле не нужно, потому что для каждого шага я включил все измерения в диаграммы SketchUp (если вы хотите загрузить фактические файлы SketchUp, они включены в шаг Ресурсы и ссылки на конец). В любом случае, если вы рассматриваете какие-либо выходки, связанные с пылью, я рекомендую вам проверить его сайт, там есть настоящая кладезь информации.
Двумя хорошими особенностями конструкции Pentz, помимо соотношения верха и конуса, являются его высокий и тонкий прямоугольный вход с наклонным входом и воздушная аппарель. Оба из них помогают направлять воздушный поток без турбулентности в желаемую характерную форму. Пентц говорит, что с использованием такой системы циклонной фильтрации:

Даже магазины, которые производят несколько 55-галлонных бочек с пылью из МДФ ежедневно, обнаруживают, что могут работать шесть месяцев, но при этом почти не видят мелкой пыли в своих фильтрах.То же самое верно и в отношении масштабирования этого дизайна до гораздо большего размера. Я спроектировал один из них для огромного завода по переработке цемента, и они перешли от необходимости менять фильтры раз в пять-шесть месяцев, а также смогли использовать двигатель гораздо меньшей мощности. ”(Билл Пентц)

Для пылеулавливающего снайпера нам нужно подумать о том, как он будет интегрироваться с остальной системой. Сделал два циклона. Почему? Потому что таким образом мы можем разделить потоки воздуха из двух используемых нами пылесосов.Раздельные потоки воздуха дают нам большую гибкость, это означает, что мы можем хранить различные отходы в отдельных контейнерах - это полезно, если вы планируете повторно использовать опилки или древесную стружку для чего-либо (например, для компостирования или литья ПВА-древесной пыли). Это также означает, что мы можем использовать один или оба пылесоса одновременно, в зависимости от текущих требований по удалению. У меня были хорошие результаты, например, когда я использовал оба сразу для удаления пыли с ленточной пилы (из модифицированных точек сбора), тогда как многие мои инструменты вполне довольны одним пылесосом (нет смысла использовать два, если мы можем хорошо поработать с одним, не так ли?).

Это Mk1 в действии, почти готовый к интеграции в проект Dust Sniper.