
Циклонні сепаратори. Особливості та принцип їх роботи
Циклони або циклонні фільтри – пристрої фільтрації, які використовують відцентрову силу інерції для видалення твердих часток з забрудненого повітря. Циклонні сепаратори є одним з декількох пристроїв фільтрації забрудненого повітря, оскільки вони, видаляють великі фракції частинок.
Це допомагає фільтрам з більш тонким ступенем фільтрації, які встановлені після циклонних сепараторів, боротись з великими частками бруду та відфільтровувати тільки малі фракції забруднень, що забезпечує довший час експлуатації фільтрувальної установки. Крім того, декілька циклонних сепараторів можуть працювати паралельно, і ця система відома як мультициклон.
Важливо зазначити, що циклони можуть значно відрізнятись за своїми розмірами. Розмір циклону в значній мірі залежить від того, яку кількість повітря потрібно фільтрувати, адже великі об’єми, як правило, потребують більших циклонів. Наприклад, може існувати декілька різних моделей одного типу циклонів, а розміри можуть варіюватися від відносно невеликих 0,2 метра заввишки до 1,8 метра.
Принцип роботи
Циклонні сепаратори працюють так само, як центрифуга. У циклонному сепараторі забруднене повітря подають у камеру. В середині камери створюється спіральний вихор, подібний до торнадо. Чисте повітря має меншу інерційність, тому воно, завдяки формі камери, проходить далі по магістралі, а тверді частки мають більшу інерційність і під дією інерційної відцентрової сили відфільтровуються. Частинки потрапляють на внутрішні стінки камери та опускаються в бункер для збирання. Нижня частина камери має форму конуса, що сприяє осіданню частинок в бункері. Очищене повітря через верхню частину сепаратора рухається далі по магістралі.
Більшість циклонів побудовані для фільтрації твердих частинок діаметром більше 10 мкм. Тим не менше, існують такі циклонні фільтри, які спроектовані так, щоб фільтрувати частинки розміром до 2,5 мкм. Також ці сепаратори не є ефективними на дуже великих твердих частинках, на приклад, для твердих часток розміром близько 200 мікрометрів.
З усіх пристроїв фільтрації твердих часток, циклонні сепаратори є одними з найменш дорогих. Вони часто використовуються як попередня фільтрація для того, щоб повітря потрапляло до фільтра з меншим степенем забруднення. Отже, циклонні сепаратори можна розглядати як «грубі сепаратори», перш ніж повітря досягне тонких етапів фільтрації.
Переваги циклонних фільтрів
- Як правило, циклонні фільтри можуть видалити приблизно 50-99% всіх забруднень у стислутому повітрі, але це багато в чому залежить від розміру часток;
- Циклонні сепаратори не дорогі для установки та обслуговування і не мають рухомих частин. Саме за рахунок цього знижуються витрати на технічне обслуговування та експлуатацію.
- Відфільтровані тверді частинки збираються в сухому вигляді, що полегшує їх видалення.
- Займають малу площу та мають можливість роботи при високих температурах.
- Циклонний фільтр допомагає економити гроші, збільшуючи термін служби рукавних і картриджних фільтрів. Він вловлює більшість пилових частинок до потрапляння в фільтрелементи, за рахунок цього вони не будуть заповнюватися так швидко.
Незважаючи на їх ефективність, існують і недоліки використання циклонних фільтрів. Стандартні моделі не можуть ефективно очистити частинки пилу малих розмірів, так само вони мають високі експлуатаційні витрати і не здатні добре обробляти липкі матеріали.