для чего предназначен циклон

Для чего предназначен циклон

Циклон для очистки пыли. Терминология и фундаментальный принцип работы фильтра циклонного типа.

Циклон для очистки пыли относится с механическому типу пылеулавливающего оборудования. Своим названием циклонный пылеуловитель обязан климатическому явлению – циклону, который представляет собой масштабное завихрение воздушных масс вокруг центра, т.н. глаза бури (en. eye of the storm).

Схожее радиальное закручивание, но, разумеется, в куда меньших масштабах, происходит и в рабочей камере циклонного фильтра, название которого также нередко сопровождают дополнительными определениями:

Циклоны относятся к механическим пылеуловителям. Это означает, что данный класс оборудования производит захват примесей на физическом, механическом базисе и, принципиально, ни в какой степени, не способен воздействовать на химический состав обрабатываемой среды.

Циклон для очистки пыли. Конструкция и устройство.

Конструкционно, наиболее распространённый, «традиционный» противоточный циклон представляет собой вертикальную цилиндроконическую колонну – цилиндрическую трубу, низ которой конусно сужается и соединяется с пылесборником.

Промышленные циклонные фильтры ограниченно изготавливаются и в других исполнениях: прямоточные (горизонтальные), с обратным конусом (ЦОК), рукавные, мешочные, мультициклоны (батарейные / групповые исполнения).

Важным элементом конструкции является устройство, благодаря которому происходит закручивание среды – это может быть т.н. улитка (в вертикальных циклонах), лопастные направляющие (т.н. лопастные розетки) в прямоточных исполнениях, радиальные патрубки или иные средства для завихрения потока.

Базовый принцип действия противоточного циклонного пылеуловителя

В бытовых пылесосах циклонная насадка, для повышения компактности, выполнена в прямоточном исполнении, т.е. воздухопоток не меняет своего направления, проходя через насадку.

Вне зависимости от форм-фактора, все фильтры циклонного типа, так или иначе, призваны выполнять единственную задачу – осуществлять завихрение воздушной среды и обеспечивать инерционный относ пылевых (механических) частиц на стенки рабочей камеры с их последующим отводом в пылесборный бункер.

Более подробно принцип работы циклонных воздушных фильтров можно описать следующими пунктами, (данный принцип, с небольшими вариациями, относится ко всем видам вихревых ротационных пылеосадителей промышленного, строительного и бытового назначения):

Типы и назначения циклонных фильтров

В рамках детального рассмотрения циклонных пылеуловителей не будет лишним вкратце коснуться некоторых наиболее распространенных типов гравитационных ротационных пылеуловителей, их особенностей и назначений.

Предваряя таблицу, осветим основные назначения фильтров циклонного типа – это захват сухих, механических частиц неслипающейся, (кроме талька и золы), природы особо крупной (стружка, опилки, щепа), крупной (пескоподобные включения) и средней дисперсности (пыль).

Промышленная воздухоочистная система на базе двух пылеосадителей ротационного типа

Циклон с вентилятором, установленным на раму, может создавать разность давлений в воздушной сети, что позволяет использовать такие аппараты для промышленной аспирации (вытяжки) пылевого осадка и одновременного перемещения воздушных масс по магистрали (т.н. циклон вентиляционный).

Циклоны могут использоваться как самостоятельно, так и в составе многоступенчатых газоочистных систем – в роли предварительного фильтра грубой очистки.

Следует иметь в виду, что гравитационные ротационные фильтры могут осуществлять обеспыливание как воздушных, так и газовых потоков, т.е. проводить пылеосаждение из газовых сред, (при использовании коррозионностойких конструкционных материалов возможно экономически и технологически эффективное обеспыливание химически активных, кислых сред, печных выбросов).

Сгруппируем данные в таблицу.

Технические характеристики циклонных фильтров

Циклон входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ).

Источник

Циклонный пылеуловитель: принцип работы, чертеж, виды, фильтры, расчет

Циклон пылеуловитель представляет собой агрегат, предназначенный для очищения потоков воздуха, жидкостей, газов от пыли и прочих примесей. Устройство используется в основном в закрытых помещениях.

Принцип работы

Схема работы циклонного пылеуловителя определяется его конструкцией. Устройство состоит из 2-х частей: цилиндрической верхнее и конической нижней, подведенной к пылевому бункеру. В систему включены также патрубок для подачи загрязненного газа, и внутренняя труба, предназначенная для очищенного воздуха.

Эффективность работы агрегата зависит от его габаритов. Максимальное качество очистки достигается при минимальном диаметре циклона и просвете патрубка. В общих чертах принцип работы циклонного пылеуловителя заключается в поступлении загрязненного газа в корпус устройства через специальный патрубок с последующим нисходящим движением вращающегося потока. Под действием центробежной силы отсеиваются взвешенные загрязняющие частицы, которые переносятся вторичным потоком в специальную емкость. Очищенный воздушный или газовый поток выводится посредством выхлопной трубы.

Принципиальная схема циклонного пылеуловителя может включать различные типы фильтрующих элементов:

Чертеж

Чертеж циклонного пылеуловителя — это схематическое отображение конструкции с учетом реальных размеров и с указанием местонахождения каждого элемента. Схема циклонного пылеуловителя и примеры чертежей представлены ниже:

Виды циклонов

Особенности каждого устройства определяются его типом. Различают следующие виды циклонов пылеуловителей:

Мультициклонные пылеуловители

В мультициклонах предусмотрено параллельное включение отдельных циклонных компонентов с общим подводом газа и его отводом. Конструкция бункера сборная. В каждой части агрегата стоят закручивающиеся элементы, например, винты или розетки. Именно они обеспечивают перемещение газа и повышенную производительность мультициклона в сравнении с циклоном.

Принцип работы мультициклонных пылеуловителей выглядит следующим образом:

1. Осуществляется подача газа в специальную камеру, ограниченную решетками;
2. В этих решетках зафиксированы циклонные компоненты с сохранением герметичности;
3. Газ в небольшие циклонные элементы поступает по касательной через штуцер;
4. Вращательное движение потока обеспечивают винты и розетки с наклонными лопатками;
5. Газ после очищения выходит в общую емкость по выхлопным трубам, а оттуда – наверх через штуцер;
6. Пылевые частички скапливаются на дне устройства, имеющем коническую форму.

Мультициклонный пылеуловитель хорошо улавливает пыль за счет малого радиуса циклонов, способствующего увеличению центробежной силы. По мере необходимости отдельные компоненты установки можно включать и отключать.

Центробежные пылеуловители

Центробежные пылеуловители циклоны очищают воздух от примесей за счет воздействия центробежной силы, которая возникает во время вращения потока внутри аппарата либо вращательных движений самого устройства.

В таких системах газовый поток поступает в цилиндрический отсек тангенциально, после чего проходит по спирали к коническому дну, а затем направляется вверх на выход. Преимуществами устройств этого типа являются доступная стоимость, простота конструкции, высокая производительность, минимальные затраты на эксплуатацию.

Центробежный пылеуловитель бесперебойно работает даже в сложных условиях, например, при повышении температуры и давления. Устройства такого типа могут применяться при необходимости очистки потока от абразивных частиц.

Вихревые пылеуловители

Вихревые циклоны пылеуловители отличаются от других конструкций наличием закручивающегося потока газа. Такие устройства бывают сопловыми и лопаточными. В первом случае закручивание потока обеспечивает специальный завихритель. Конструкция включает сопла, размещенные тангенциальным способом. Из них подается вторичный газ, струи которого воздействуют на очищаемый поток.

В результате частички отсеиваются к периферийным частям системы и перемещаются спиральным вторичным потоком к нижнему межтрубному пространству кольцевой формы. Там стоит специальная шайба для спуска пыли в резервуар и предотвращение ее возвратного движения. Использование запыленного потока в качестве вторичного газа позволяет увеличить производительность системы.

В вихревых устройствах лопаточного типа отбор вторичного газа осуществляется с периферии уже очищенного потока. После этого происходит его подача при помощи направляющего агрегата, оснащенного лопатками наклонной конструкции.

Гравитационные пылеуловители

Гравитационный циклонный пылеуловитель газа использует в своей работе силу тяжести загрязняющих частиц. Такие устройства называют еще пылеосадочными камерами. При поступлении в резервуар скорость запыленного потока снижается, твердые частички осаждаются, благодаря силам гравитации.

Пылеуловители этого типа различаются типом камеры, которая может быть прямоточной, потолочной, лабиринтной. Гравитационные пылеуловители актуальны для очистки газов от крупных фракций.

Ротационные пылеуловители

Ротационные пылеуловители оснащаются рабочим колесом, т.е. ротором. Соответственно отпадает необходимость в использовании дополнительного дутьевого механизма. Конструкция может включать корпус в форме спирали или перфорированный барабан, который вращается в процессе работы пылеуловителя. В первом случае газ движется вокруг ротора по спиральной траектории. Из-за центробежной силы частицы пыли перемещаются к стенкам, после чего выводятся через патрубок. Очищенный газ поступает в камеру, благодаря разнице давлений, его расход можно регулировать клапаном. Обратному выпадению пыли препятствуют козырьки.

При наличии перфорированного барабана через него проходит газ, подлежащий очистке, а загрязняющие частички остаются за пределами барабана. Такой эффект достигается воздействием центробежных сил. Барабан приводится в движение электромотором, разряжение внутри него создает вращающееся колесо.

Роторные пылеуловители циклонного типа могут иметь несколько иную конструкцию: пылевые частики перемещаются вдоль оси агрегата, ротор с крыльчаткой обеспечивает их вращение, а после попадания на стенки кожуха пыль выводится через щель в бункер. В таких аппаратах стоят турбины для формирования центробежного поля.

Радиальные пылеуловители

Гидравлические пылеуловители

Гидравлические циклоны относятся к пылеуловителям мокрого типа, в которых загрязняющие частицы оседают на поверхность жидкости или ее пленку под влиянием инерционных сил и особенностей молекулярного движения. В эту категорию входит несколько разновидностей устройств:

Динамический пылеуловитель

Динамические циклонные пылеуловители для очистки газа используют действие сил Криолиса, а также центробежных сил. Для этого в конструкцию включено тягодутьевое устройство с вращающимся колесом. Оно формирует разницу давлений, что приводит к поступлению потока в улитку, где ему придается криволинейное движение. За счет центробежных сил пылевые частицы отбрасываются, а затем выводятся. Очищенный поток идет обратно к центральной части улитки, в колесо и выбрасывается через кожух.

Существует 2 разновидности динамических уловителей пыли. Первая — с поступлением газа в центр колеса, вращение которого осуществляется кожухе спиральной формы. Вторая — с перемещением частиц в направлении, противоположном движению потока. В этом случае происходит всасывание газа в поворотный барабан, на боковой поверхности которого имеются специальные отверстия. При совпадении частот вращения потока и барабана, загрязняющие частички выделяются к периферии.

Инерционные пылеуловители

Инерционный циклонный пылеуловитель меняет направление перемещения потока, содержащего загрязнения. Пылевые частички продолжают движение по инерции, выпадают в бункер, а движение очищаемого потока продолжается. Есть несколько видов инерционных устройств:

Преимущества

Широкая распространенность устройств связана с тем, какие преимущества имеют циклонные пылеуловители. Такие системы обходятся недорого, отличаются простотой установки и эксплуатации, а также высокой производительностью. Их плюсами служат:

Фильтры циклонного типа производства «Факел»

Выбор и расчет циклона

Для обеспечения эффективной очистки воздуха необходим грамотный расчет циклонного пылеуловителя. Для этого необходимо располагать информацией о:

Ключевым фактором для выбора пылеуловителя является тип пыли. Например, в деревообработке происходит запыление частицами различного размера, а для улавливания абразивной пыли нужны конструкции с надежной защитой от износа, специальным покрытием.

Эффективность функционирования устройства зависит и от размеров загрязняющих частиц:

Стоит обратить внимание на объем бункера, в котором аккумулируется собранная пыль, на уровень энергопотребления устройств. Важны и технические параметры. К примеру, производительность конструкций может варьироваться от 800 до 30 730 м 3 /ч. В некоторых случаях важную роль играют габариты устройства. Минимальный показатель высоты пылеуловителя составляет 1210 мм, а вес — 33 кг.

Еще один значимый критерий — способы очистки пылеуловителей. В устройствах сухого типа для этих целей может применяться вибрационная технология или импульсная продувка, а также ручное встряхивание фильтрующих элементов, если они дополнительно были встроены в циклонный фильтр.

С учетом разнообразия конструкций, их технических возможностей, сделать выбор бывает непросто. Обратившись к нашим специалистам, вы получите квалифицированную консультацию и ответы на все интересующие вопросы, а также сможете заказать расчет необходимого устройства и сам пылеуловитель, максимально подходящий для конкретных условий использования.

Источник

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).

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:

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:

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:

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:

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.

Источник

Циклон для пыли. Виды циклонов для очистки воздуха и их принцип действия

Циклон для пыли является одним из основных аппаратов для очистки воздуха и отходящих технологических газов от твердых загрязнений, которые образуются в результате деятельности различных производственных предприятий. Благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных узлов и механизмов, возможности увеличения производительности путем объединения в группы и батареи, циклоны сухой очистки широко применяются в технологических и подготовительных производственных процессах.

В зависимости от условий эксплуатации, физических и химических свойств загрязнений, концентрации запыленности и производительности аспирационной системы выбирается определенная конструкция, материал изготовления и размеры пылеулавливающей установки. Широкое использование циклон-аппараты получили в металлургической, химической, энергетической, деревообрабатывающей, горнодобывающей, машиностроительной промышленностях, на предприятиях по переработке и хранению зерна, изготовлению мебели, сыпучих строительных материалов, удобрений, продуктов питания, в сельскохозяйственной области.

Конструкция и устройство циклона

Конструктивно циклон для удаления пыли из воздуха или технологических газов состоит из нескольких основных частей:

В зависимости от условий использования и вида загрязнений рабочей среды различают различные виды циклонов для очистки воздуха. Высокая эффективность очистки достигается в интервале размера загрязняющих частиц от 5 мкм до 40 мкм. Температура рабочей среды не должна превышать 400°C, а пыль не должна иметь слипающихся и волокнистых включений.

Корпус устройства может иметь конусную форму с расширением вниз или вверх, цилиндрический и конусный сегменты могут различаться длиной, высота оборудования учитывает скорость потока и концентрацию загрязнений. Для увеличения производительности без потери эффективности очистки циклоны могут объединяться попарно в группы или создавать батареи. Циклонный пылеуловитель купить можно для использования в качестве первой или основной ступени очистки. При включении устройства в состав аспирационной системы до вентилятора на выхлопной вертикальной трубе располагают спиралевидный патрубок, который задает направление очищенному воздуху, снижает гидравлическое сопротивление и нагрузку на вентилятор.

Принцип действия циклона для пыли

Работа циклона для очистки воздуха основана на применении центробежной и инерционной сил. Запыленный воздух под действием вентилятора проходит по воздуховодам и попадает во входной патрубок устройства со скоростью до 20 м/с. Патрубок имеет спиральную форму, которая придает потоку вращательное движение вдоль стенок корпуса. В сужающейся части скорость запыленного воздуха увеличивается, частицы загрязнений по инерции продолжают опускаться в нижнюю часть циклона. Очищенный воздух резко меняет направление на 180° и попадает в выхлопную вертикальную трубу, через которую выходит наружу.

В зависимости от места расположения пылеочистного оборудования и схемы его включения в состав аспирационной системы входные патрубки могут придавать потоку левое или правое вращение. Пыль, под действием силы инерции, продолжает осыпаться в нижнюю часть и попадает в накопительный бункер, из которого регулярно удаляется. Для выгрузки существует шибер или затвор с механическим или электрическим приводом. Вся конструкция располагается на стальной раме с небольшой площадкой, которая обеспечивает устройству устойчивость и доступ обслуживающего персонала к устройству выгрузки.

Элементы циклонов для пылеулавливания изготавливают из углеродистой и низколегированной стали. При наличии в рабочей среде агрессивных химических веществ или абразивных частиц толщину корпуса увеличивают или изготавливают из легированной стали.

Виды циклонов и их особенности

Наибольшее применение в промышленном производстве получили циклоны марки ЦН-15 и ЦН-11. Эти универсальные устройства предназначены для сухой очистки газовоздушной смеси от твердой неслипающейся и волокнистой пыли. Их нельзя применять в условиях взрывоопасной среды. В зависимости от производительности вентилятора одиночные модели ЦН имеют диаметр корпуса от 200 до 1200 мм, организация в группы предполагает наличие двух, четырех, шести и восьми циклонов с диаметром от 300 до 900 мм. Накопитель для пыли имеет пирамидальную форму, порядок очистки циклона предполагает регулярную выгрузку по мере достижения критического уровня (не выше плоскости, расположенной от крышки накопителя на 0,5 диаметра корпуса). Условное обозначение состоит из букв и цифр: Ц – циклон, Н – разработка НИИОГАЗ, 15,11 – угол наклона входного патрубка.

Для очистки воздуха от крупных отходов деревообработки в виде щепы, витой стружки, сырых опилок, коры, тяжелой пыли используют модели ОЭКДМ, имеющие наиболее низкое значение коэффициента гидравлического сопротивления. Мелкая стружка, древесная пыль, опилки эффективно улавливаются циклонами ЦДО, УЦ, Ц, которые отличаются высокой производительностью и низким уровнем сопротивления. Очистка газов от частиц сажи, продуктов горения и технического углерода осуществляется с помощью устройств СК-ЦН-34. Такие циклоны часто используются в энергетике (при сжигании топлива), в химической промышленности, при производстве нефтепродуктов способом каталитического крекинга.

Широкое применение циклонов в качестве сухой очистки воздуха и газов обеспечили их существенные преимущества:

Источник