48 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема циклона для очистки воздуха

Циклонные пылеуловители в системах очистки воздуха на современных промышленных предприятиях

Содержание

Производственная деятельность большинства промышленных предприятий сопровождается загрязнением воздуха рабочей зоны производственных помещений мельчайшими твердыми частицами, называемыми промышленной или производственной пылью.

Очистка воздуха от промышленной пыли на предприятиях входит в число важнейших мероприятий по охране труда и поддержанию экологической чистоты окружающей обстановки:

  • в части охраны труда – обеспечение санитарно-гигиенических нормативов ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны;
  • в части охраны окружающей экологии – обеспечение чистоты вентиляционных выбросов в атмосферу за счет применения пылеулавливающего оборудования и системы пылеочистки предприятия, не допускающих попадания производственной пыли в окружающую среду.

Наибольшее распространение в производственных системах пылеочистки получили циклонные пылеуловители, применяемые для снижения уровня запыленности воздуха и удаления его из производственных помещений на деревообрабатывающих предприятиях, заводах ЖБИ и металлоконструкций, предприятиях химической и других отраслей.

У нас вы можете приобрести циклонные пылеулавливатели следующих моделей:

Принцип работы циклонных пылеуловителей

Циклонные пылеуловители, чаще называемые просто циклонами, относятся к категории механических инерционных осадителей, в которых частицы пыли, взвешенные в воздухе, осаждаются на внутренних стенках циклона под действием силы инерции (центробежной силы), возникающей при тангенциальном вводе воздушного потока в камеру пылеулавливающего устройства. Для технической реализации инерционного осаждения пыли в циклоне используется конструктивное решение, являющееся базовым для всех многочисленных конструкций. Классический вариант циклона-пылеуловителя представлен следующими конструктивными элементами:

  • поз. 1 – бункер-пылесборник;
  • поз. 2 – коническое днище циклона;
  • поз. 3 – цилиндрическая обечайка корпуса циклона;
  • поз. 4 – тангенциальный патрубок для ввода запыленного воздуха;
  • поз. 5 – крышка циклона;
  • поз. 6 – патрубок для вывода очищенного воздуха;
  • поз. 7 – центральная выхлопная труба.

Корпус циклона собран из цилиндрической обечайки (поз. 3), конического днища (поз. 2) и крышки (поз. 5). Днищу (поз. 2) и бункеру-пылесборнику (поз. 1) придается коническая либо пирамидальная форма. Тем самым обеспечивается полноценный сбор осажденной пыли в пылесборнике и последующая ее выгрузка по мере заполнения бункера. Нормальная работа циклона будет обеспечена только при герметичном бункере, иначе пыль с потоками уходящего воздуха будет просачиваться через верхние выходные каналы.

Тангенциальный патрубок (поз. 4), называемый также тангенциальным вводом, необходим для направления входящего воздушного потока по образующей поверхности цилиндрической обечайки корпуса (поз. 3).

Это важно! Тангенциальным (от лат. tangens – касающийся) принято называть направление по касательной к формообразующей кривой пространственного тела. В случае цилиндрической формы корпуса циклона тангенциальный патрубок приваривают таким образом, чтобы направление движения входящего воздушного потока соответствовало направлению касательной к образующей цилиндра, то есть, к окружности. При тангенциальном вводе поток воздуха вместе с частицами пыли приобретает винтообразное движение вокруг центральной выхлопной трубы, направленное вниз вдоль конического днища к бункеру-пылесборнику.

Размеры и геометрические формы базовых конструктивных элементов различных модификаций циклонов могут существенно различаться. Некоторые модели циклонов оснащаются улитками, звездочками, розетками и другими специфическими устройствами для подкрутки очищаемого воздуха.

Принцип инерционной сепарации, используемый в работе циклона, состоит в следующем.

  1. Поток запыленного воздуха подается в корпус циклона через тангенциальный патрубок (поз. 4) по касательной к его цилиндрической обечайке (поз. 3).
  2. В циклоне формируется вращательно-поступательное движение воздушного потока, в процессе которого на частицы пыли начинает воздействовать центробежная сила.
  3. Под воздействием центробежной силы пылевидные частицы выбрасываются из воздушной массы к стенкам циклона, прижимаются к их поверхности, оседают на них и стекают вниз в пылесборник.

Обратите внимание! Величина центробежной силы при вращении в циклоне определяется по формуле:

F = m*( Vtang )2 /R, где m – масса частицы пыли, Vtang — тангенциальная составляющая скорости движения входящего воздушного потока; R – радиус цилиндрической обечайки циклона.

Для типичных условий эксплуатации циклонов, когда Vtang = 15 м/с и R = 60 см (диаметр циклона составляет 1,2 м), величина центробежной силы F почти в 39 (!) раз превышает силу тяжести, которая «тянет» пылинку вниз. В отдельных конструкциях циклонов ее значение в сотни раз превышает показатель силы тяжести. Поэтому центробежная сила резко увеличивает интенсивность осаждения пыли в камере циклона.

  1. Очищенный от пыли воздушный поток по центральной выхлопной трубе (поз. 7) выводится через патрубок (поз. 6) из циклона в атмосферу.

Преимущества и недостатки циклонов

Циклонные агрегаты отличаются следующими достоинствами:

  • простой конструкцией, не имеющей движущихся частей;
  • несложной технологией изготовления, обеспечивающей повышенную ремонтопригодность;
  • невысокой стоимостью по сравнению с другими типами пылеосадителей;
  • высокой надежностью, длительным ресурсом безаварийной работы при очистке газовых сред, не содержащих взвешенные абразивные частицы;
  • типовые модели циклонов допускают эксплуатацию при температуре до 500 град. Ц без внесения конструктивных изменений;
  • сравнительно малым энергопотреблением в сравнении с другими устройствами пылеочистки;
  • при покрытии активных поверхностей износостойкими материалами циклоны можно использовать для осаждения абразивной пыли;
  • высокую производительность и эффективность;
  • при повышении концентрации пыли фракционная эффективность циклона не снижается;
  • возможность использования для очистки агрессивных газов и газовых смесей.

К недостаткам циклонных пылеуловителей относят следующие факторы:

  • высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1500 Па;
  • небольшой ресурс работы при очистке сред с абразивной пылью;
  • низкую эффективность при улавливании частиц размерами менее 5 мкм;
  • невозможность использования для улавливания слипающей пыли.

Эффективность циклонов

Эффективность работы циклонов характеризуется степенью очистки, показывающей в процентном выражении количество осевшей пыли в сравнении с содержанием пыли в поступающем воздухе. Для наиболее распространенных циклонов типа ЦН эффективность очистки достигает следующих показателей:

  • до 99,5% — для частиц условного диаметра 20 мкм;
  • до 95% — для частиц диаметром 10 мкм;
  • 83% — для малых частиц диаметром 5 мкм.

Заключение

Применение циклонных пылеуловителей существенно снижает уровень профессиональных заболеваний работников предприятий и повышает надежность работы используемого оборудования. Установка циклонов способствует минимализации потерь сырья за счет рециклинга осажденной пыли и сохраняет чистоту экологии окружающей среды.

© 2004-2018 ГК «СТИГМАШ» — изготовление, монтаж и
комплексная поставка промышленного оборудования

Схема циклона для очистки воздуха

Для выделения из газов (воздуха), которые использовались в качестве рабочего тела (например, при пневмотранспорте), твердых частиц, и во избежание загрязнения окружающей среды, применяют механическую сухую очистку в циклонах, очистку с помощью матерчатых фильтров, а также электрическую и мокрую очистки.

Центробежные циклоны используют для очистки газов при запыленности 200-400 г/м 3 , при минимальном размере осаждаемых. частиц 5-10 мкм. Производительность циклонов по пылевоздушной смеси, в зависимости от их размеров, составляет 1500-15000 м 3 /ч.

Принцип действия циклона показан на схеме (IV). Запыленный воздух вводится в верхнюю цилиндрическую часть корпуса по касательной. В циклоне воздух движется по спирали вниз, Для чего предусматривается направляющая — неподвижная винтовая лопасть (или крышка цилиндра выполняется по винтовой поверхности). Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к внешним стенкам, сползают и через специальный затвор Удаляются рз циклона. Очищенный воздух выходит по центральной трубе вверх. Скорость воздушной смеси на входе в циклон 15-25 м/с. Коэффициент очистки в центробежных циклонах 70-90%.

Циклоны малого диаметра обеспечивают лучшую очистку. Поэтому, чтобы достигнуть высокой степени очистки и увеличить производительность, их объединяют в группы (батареи). Схема такой установки показана на рисунке.

Воздушная смесь поступает по трубе 4 в распределитель 3, откуда подается в циклоны 5. Очищенный воздух выходит по трубкам 7 в коллектор 2 и отводится пй трубе 1 в следующий каскад очистки. Выделенный материал оседает в сборнике 6, откуда удаляется через специальные затворы. Техническая характеристика циклонов приведена в таблице.

Более полная очистка газов достигается в матерчатых фильтpax. Сущность очистки газов в таких фильтрах состоит в пропуске газов сквозь пористые перегородки, на которых оседают мелкие частицы. Обычно перегородки изготовляют в виде рукавов из толстой ткани. При температур газа свыше 100 °С рукава делают стеклоткани. Схема рукавного фильтра показана ниже.

Загрязненный воздух поступает по трубе 1 в корпус 2, в котором на специальных подвесках 4 уст новлены рукава 3. Проходя скво стенки рукавов, газ очищается от пыл которая на них оседает, и отводит по трубе 5. Для обеспечения работы фильтра его рукава периодически встряхивают специальным механизмом 6.

В момент встряхивания отводящие трубопроводы 5 закрываются заслонкой 5, заблокированной с механизмом встряхивания. Осажденный в сборнике 9 материал подается шнеком 7 чем шлюзовой затвор 10 в бункеры. Чтобы лучше очистить ткань, сквозь фильтр периодически продувают чистый воздух в обратном направлении.

Степень очистки в матерчатых фильтрах достигает 96-98% при условии очистки сухих газов. Техническая характеристии рукавных фильтров приведена в таблице ниже. Наиболее совершенным является электрический способ очистки газов.

Способ основан на ионизации частив взвешенных в газе, при пропускании последнего через электрическое поле высокого напряжения. Частицы, получившие заряд, перемещаются к электроду, заряд которого противоположен по знаку, и осаждаются на нем. Электрофильтры улавливают частицы крупностью до 5 мкм со степенью очистки до 99%. Такие фильтры успешно работают на очистке горячих (до 350° С) газов. Аэродинамическое сопротивление в них невелико, чем они отличаются от матерчатых. Расход энерги составляет около 0,3 кВт·ч на 1000 м 3 газа. Техническая характеристика электрофильтров приведена в табл. 20.

Читать еще:  Программа для рисования схем процессов

Для создания электрического поля между электродами фильтру применяется постоянный ток высокого напряжения (до 75000 В). Частицы пыли электролизуются в электростатическом поле, с зданном электродами, отталкиваются от коронирующего электрода, и оседают на электроде 1, соединенном с корпусом.

Устройство горизонтального электрофильтра показано ниже. Загрязненный газ поступает через входной распределитель 1 в к меру фильтра 2, разделенную на две параллельные секции. В каждой секции смонтированы три каскада электрофильтра, через которые газ проходит последовательно. Каждый каскад состоит нескольких рядов осадительиых сетчатых плоских электродов и коронирующих, состоящих из стержней, электродов 49 установле ных на изоляторах 5.

Осадительные электроды периодически встряхиваются кулачковым механизмом 6 для освобождения от осевшей на них пыли. Собранная в приемниках 8 пыль удаляется чер затворы 9. Очищенный газ отводится через сборный коллектор. Подробный расчет электрических и конструктивных параметров электрофильтров специфичен и он производится специализированными конструкторскими организациями. При проектировании предприятий, использующих эти фильтры, производится их выбор по данным катало-; гов и справочников.

Оборудование для мокрой очистки загрязненных газов применяют для окончательной очистки газов, отходящих из вращающихся печей и сушильных барабанов. Ниже показан вертикальный скруббер.

Загрязненный газ по патрубку 6 поступает в нижнюю зону корпуса 1 футерованному керамической плиткой 2. В верхнюю зону скруббера через брызгала 3 подается вода. В корпусе установлены насадки 5 из деревянных реек. Верхняя насадка равномерно распределяет воду по сечению корпуса, средняя — служит для улавливания пыли, а нижняя — распределяет поток входящего газа.

Газ вводится в скруббер по трубе 6 со скоростью 18-20 м/с по касательной к корпусу. Относительно крупные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам, смачиваются водой и в виде пленки стекают вниз. Окончательное улавливание частиц водой производится при прохождении потока газа сквозь водяную завесу, образованную по всему сечению скруббера. Во избежание выноса воды в сборник 4 скорость движения газа в корпусе скруббера не должна превышать 6 м/с. Степень очистки в таком скруббере 95-98%.

Ниже показана схема пенного пылеуловителя, состоящего из корпуса 3 разделенного по высоте решеткой 4. В верхнее отделение на решетку по патрубку 2 подается вода так, чтобы ее слой на решетке составлял 20-30 мм. Запыленный газ поступает по трубе 1 и движется вверх сквозь решетку навстречу струям воды.

В результате такого движения образуется слой пены толщиной 120-180 мм, в котором задерживаются частицы пыли. Очищенный газ собирается в колпаке 5 и отводится в атмосферу. Частицы пыли, образующие с водой шлам, отводятся через сборник 7 и частично через боковое отверстие 6 вместе со шламом. Пенные пылеуловители задерживают частицы размером до З мкм. Скорость движения газов в аппарате достигает 3,5 м/с. Расход воды 0,5-0,8 м 3 на 1000 м 3 газа.

Рассмотренное выше оборудование предназначено для обеспыливания воздуха и газов и, следовательно, является оборудованием для защиты окружающей среды и улучшения условий труда человека. Однако при его эксплуатации имеются специфические особенности, на которые следует обращать особое внимание.

В сепараторах, циклонах и рукавных фильтрах используется сжатый газ, в виду чего существует опасность взрыва этих аппаратов и магистралей, при несоблюдении режимов их работы. При эксплуатации необходимо непрерывно следить за неправностью контрольно-защитных приборов и устройств (манометров, предохранительных клапанов и т. д.). Контрольно-аварийные устройства должны быть протарированы и опломбированы специальной, службой Госгортехнадзора.

К работе с оборудованием под давлением допускается только специально обученный персонал, имеющий соответствующие удостоверения. В электрических фильтрах применяется высокое напряжение и существует повышенная опасность поражения электрическим током. Поэтому фильтр должен быть установлен так, чтобы исключить непосредственный контакт персонала с оборудованием, работающим под напряжением.

Циклоны для очистки воздуха от пыли

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.

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/мм 3 ;
  3. производительность циклона, в м 3 /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, м 3 /чРекомендуемая мощность электродвигателя, ВтЧисло оборотов вала, мин -1
2.580…150До 17005003000
3.15250…300До 510022002800
4500…630До 840055001430
Читать еще:  Кнопка с фиксацией обозначение на схеме гост

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Циклон для очистки воздуха от пыли: назначение, принцип работы, характеристики

Циклон для очистки воздуха от пыли представляет собой оборудование, которое используется в некоторых моделях пылесосов и области промышленности для очистки жидкостей и газов от взвешенных частиц. Принцип работы, который использует циклон, — инерционный, при этом применяются центробежная и гравитационная силы. Такие пылеуловители составляют самую массовую группу среди остальных пылеулавливающих аппаратов и используются сегодня во всех областях промышленности. Собранная пыль в дальнейшем обычно перерабатывается.

Назначение циклона

Циклон для очистки воздуха от пыли может использоваться на транспорте. Сюда можно отнести грузовые автомобили по типу КамАЗа и МАЗа. С помощью данного оборудования можно осуществить предварительную эффективную очистку воздуха, который на следующем этапе поступает в двигатель внутреннего сгорания. После происходит полная очистка, которая осуществляется в инерционно-масляном воздушном фильтре. Он может быть ещё и сухим.

Используется оборудование и в условиях элеваторов, где зерновые продукты участвуют в комплексе операций, сопряженных с транспортировкой, перегрузкой, хранением и обработкой. В воздух на каждом этапе процесса выделяются огромные массы минеральных и органических пылевых частиц. Они загрязняют мелкие фракции, которые являются взрыво- и пожароопасными.

Главные задачи

В качестве одних из основных ключевых задач предприятий зерноперерабатывающей промышленности выступают предупреждение пылевыделения и снижение концентрации зерновой пыли. Для решения подобных задач зерноперерабатывающие предприятия используют в работе обеспыливающие вентиляционные системы, которые включают аспирационное и вентиляционное оборудование.

Циклон для очистки воздуха от пыли в данном случае используется для промышленной очистки воздуха при обработке зерновых материалов и зерна. Подобное оборудование отличается легкостью в обслуживании и простотой конструкции. Оно стоит недорого, характеризуется высокой производительностью и небольшим сопротивлением. Именно поэтому подобные установки являются сегодня одними из самых распространённых среди других видов оборудования для механического пылеудаления.

Принцип работы

Циклон для очистки воздуха от пыли работает по довольно простому принципу. Он заключается в том, что потоки загрязнённого газа входят в аппарат через патрубок в верхней части. В оборудовании формируется поток газа, который постоянно вращается. Он направлен вниз и устремляется к конической части оборудования.

Инерция, которая представляет собой центробежную силу, выносит из потока частицы, оседающие на стенках устройства. Они захватываются вторичным потоком и увлекаются в нижнюю часть. Загрязнения проникают в выпускное отверстие в бункере, где происходит сбор пыли. Газовый поток оказывается очищенным от загрязнений, он передвигается снизу вверх и выводится наружу через выхлопную трубу.

Что еще нужно знать о принципе функционирования

Циклон для очистки воздуха от пыли, назначение которого было описано выше, обеспечивает центробежное ускорение, которое в несколько тысяч раз превышает ускорение силы тяжести. Это заставляет даже самые маленькие частицы пыли оставаться на стенках и не увлекаться газом. Собранная пыль двигается по спирали, а чистый воздух меняет направление, поступая в зону циклона. Степень очистки воздуха при этом достигает 90%. Конечное значение будет зависеть от размеров оборудования, скорости воздушного потока и свойств пылевых частиц.

Если диаметр циклона будет меньше, то эффективность улавливания мусора возрастет, увеличится скорость потока. Если рассматривать циклон совместно с элеваторным оборудованием, то пылеуловители способны повысить надежность работы комплекса, снижая риск пожарной опасности. Данные устройства снижают вероятность профессиональных заболеваний людей, работающих в условиях хранилищ. Поэтому на любом элеваторе установка циклона выступает в качестве одного из необходимых звеньев технологической цепочки.

Описание циклона марки JET CDC-2200 10001056T

Упомянутый циклон для очистки воздуха от пыли, характеристики которого будут представлены ниже, имеет стоимость 132 000 руб. Данное оборудование представляет собой вытяжную установку, которая нашла применение в условиях небольших производств и частных мастерских. Агрегат может использоваться совместно с деревообрабатывающими станками и для сбора мусора с пола при работе оборудования мелкого древесного производства.

Дополнительное преимущество

Конструкция обладает мусорным контейнером, который изготавливается из металла, он почти не подвержен механическим повреждениям. Используемая циклоном технология гарантирует быструю и качественную очистку воздуха и позволяет сортировать мусор по фракциям. Мелкие частицы поступают в специальные емкости, тогда как стружка направляется в металлический бункер.

Технические характеристики модели и некоторые ее положительные особенности

Вышеупомянутая модель циклона расходует воздух в объеме 36 м 3 /мин. В комплекте поставляется один пылесборный мешок. Диаметр патрубка пылесоса составляет 100 мм. Габариты оборудования равны 1200х700х1800 мм. Мощность устройства эквивалентна 2600 Вт. Агрегат имеет два всасывающих отверстия.

Пылесборные мешки рассчитаны на 105 л объема. Такие циклоны очистки воздуха древесной пыли весят достаточно много. Например, масса описываемой модели составляет 88 кг. Перед приобретением подобного устройства важно обратить внимание на некоторые особенности, среди них:

  • долгий срок службы;
  • удобная транспортировка;
  • аварийное отключение;
  • продуманная конструкция;
  • мобильность.

Что касается длительного срока эксплуатации, то он обеспечивается множеством ребер жесткости, которые способствуют эффективному охлаждению мотора в процессе работы. Это увеличивает срок службы и исключает перегрев. Агрегат снабжён транспортировочными петлями, которые позволяют перемещать оборудование с помощью грузоподъемного механизма.

Основные разновидности циклонов

Циклон для очистки воздуха от пыли, виды которого будут представлены ниже, является оборудованием, схожим с гидроциклонами. У этих конструкций есть лишь некоторые отличия, выраженные в форме корпуса. Классифицировать циклоны можно на прямоточные и противоточные. В первом случае газ выводится вдоль одной оси, такая система не столь эффективна, как противоточная.

Циклоны подразделяются еще и по форме корпуса, они могут быть:

  • коническими;
  • цилиндро-коническими;
  • цилиндрическими.

Циклон для очистки воздуха от пыли, изготовление которого можно осуществить самостоятельно, подразделяется еще и по элементам. Это позволяет выделить винтообразную, тангенциальную и спиральную конструкции циклонов. Цилиндры подразделяются ещё и по направлению закручивания: они могут быть правыми или левыми.

Расчёт циклона

Расчет циклона для очистки воздуха от пыли может быть осуществлен на основе определения центробежной силы. Использовать при этом следует формулу C = (m·ω²)/r, где масса обозначается буквой m, скорость вращения тела – ω, тогда как радиус вращения обозначается буквой r. Отношение ускорения центробежной силы к ускорению силы тяжести соответствует отношению величины центробежной силы к силе веса тела. Этот параметр является основным, он и характеризует центробежные аппараты.

Изготовление циклона своими руками

Циклон для очистки воздуха от пыли своими руками вы вполне можете изготовить. Это позволит наладить в собственной мастерской производство по изготовлению мебели. При этом работники не будут подвергаться опасному воздействию мельчайшей древесной пыли, которую им приходилось бы вдыхать. На первом этапе изготавливается центробежный вентилятор в виде улитки. Корпус можно выполнить из алюкобонда, а крышки корпуса – из 20-миллиметровой фанеры.

С помощью ручного фрезера в крышках проделываются канавки, диаметр которых составит 3 мм. Корпус улитки устанавливается в канавку, вся конструкция стягивается болтами. Из алюкобонда на следующем этапе выполняется вентилятор для улитки, для этого две окружности врезаются с помощью фрезера, в них проделываются пазы, в которые устанавливаются лопасти. Их проклеивание осуществляется клеевым термопистолетом. Это позволит получить барабан, который походит на беличье колесо.

Читать еще:  Как пользоваться мультиметром для чайников инструкция

Циклон для очистки воздуха от пыли, производство которого можно осуществить самостоятельно, будет иметь довольно прочную и легкую крыльчатку с точной геометрией. Ее надевают на ось двигателя. Подойдет тот, мощность которого составляет 0,55 кВт. Для изготовления корпуса понадобится 20-миллиметровая фанера, на поверхности которой с помощью циркуля необходимо изобразить окружности основания. Верхний корпус в виде цилиндра сгибается из кровельного листа. По основанию крепление осуществляется саморезами, стыки проклеиваются двухсторонним скотчем. Лист стягивается вытяжными заклепками. Нижняя коническая часть изготавливается по тому же принципу.

Методика проведения работ

Изготовление циклона на следующем этапе предполагает установку в цилиндр труб из полипропилена. Их следует проклеить термоклеем. С внутренней стороны цилиндра всасывающей трубе необходимо придать прямоугольную форму. Ее для этого нагревают феном, а после вставляют в неё деревянную оправку, после этого остужают. Корпус для воздушного фильтра сгибается по такому же принципу. Фильтр можно позаимствовать от КамАЗа, ведь он обладает внушительной площадью фильтровальной шторки.

Теперь можно соединить нижний корпус и верхний цилиндр, прикрутив сверху улитку. Воздушный фильтр фиксируется с помощью полипропиленовых отводов. Вся конструкция собирается, а для опилок устанавливается пластиковая бочка. Прозрачную гофротрубу необходимо использовать для соединения с нижним конусом, это позволит мастеру видеть уровень заполнения. Агрегат на последнем этапе необходимо протестировать, подключив его, например, к фуговальному станку. Ведь от этого оборудования образуется больше всего стружек.

Анализ работы циклонов для пылеулавливания

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 21.06.2016 2016-06-21

Статья просмотрена: 2642 раза

Библиографическое описание:

Иванков Д. И., Гритчин Р. Д., Тюрин А. Н. Анализ работы циклонов для пылеулавливания // Молодой ученый. — 2016. — №13. — С. 165-168. — URL https://moluch.ru/archive/117/32043/ (дата обращения: 10.01.2020).

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.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector