ПЫЛЕВАЯ КАМЕРА С АКУСТИЧЕСКИМ РАСПЫЛОМ ЖИДКОСТИ
DUST CHAMBER WITH ACOUSTIC DISPERSION OF LIQUID

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.
Известен аппарат для мокрой очистки запыленного воздуха по RU №2281147, содержащий корпус, водоразбрызгиватели, ввод газового потока, выходной патрубок очищенного газа и устройство для выхода шлама.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости водоразбрызгивателями.
Это достигается тем, что в пылевой камере, содержащей корпус, установленный на упругие элементы, ввод запыленного газового потока, вентилятор, всасывающий патрубок которого соединен с корпусом посредством упругой муфты, выходной патрубок очищенного газа, водоразбрызгиватели, чередующиеся с пакетом перегородок, брызгоуловитель и устройство для удаления шлама, причем пакет перегородок выполнен в виде, по крайней мере, двух перегородок, одна из которых является отбойным элементом со сквозным отверстием, причем отбойный элемент со сквозным отверстием из пакета перегородок установлен в пакете последним, а отношение его высоты «b» к высоте сквозного отверстия «с» находится в оптимальном интервале величин: b/с=2…5, а другая перегородка выполнена перфорированной с коэффициентом перфорации 0,5, при этом зазор между перегородками в пакете перегородок составляет 0,01…0,1 от их высоты, а брызгоуловитель состоит из размещенных в корпусе, по крайней мере, трех рядов пластин, имеющих уклон от верхней плоскости к нижней, а также в сечении, перпендикулярном длине, - клиновидную обтекаемую форму, водоразбрызгиватели выполнены в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний с концентрическими кольцевыми щелями, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и служащее для формирования образующегося факела распиливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.
На фиг.1 изображен общий вид пылевой камеры, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1, на фиг.4 - общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.
Пылевая камера содержит корпус 1, ввод запыленного газового потока, вентилятор 5 с электродвигателем 6, выходной патрубок очищенного газа, водоразбрызгиватели 2 в виде акустических форсунок, соединенных с подводящими соответственно газ и жидкость магистралями (см. фиг.1), чередующиеся с пакетом 3 перегородок, брызгоуловитель 4 и устройство 7 для удаления шлама. Пакет перегородок выполнен в виде, по крайней мере, двух перегородок 3, одна из которых является отбойным элементом со сквозным отверстием «с» (см. фиг.3), а другая выполнена перфорированной с коэффициентом перфорации 0,5, а брызгоуловитель 4 состоит из размещенных в корпусе, по крайней мере, трех рядов пластин, имеющих уклон от верхней плоскости к нижней, а также в сечении, перпендикулярном длине, - клиновидную обтекаемую форму (см. фиг.2). Корпус 1 установлен на упругие элементы 8, а всасывающий патрубок вентилятора соединен с корпусом посредством упругой муфты 9. Отбойный элемент со сквозным отверстием «с» из пакета 3 перегородок установлен в пакете последним, а отношение его высоты «b» к высоте сквозного отверстия «с» находится в оптимальном интервале величин: b/с=2…5. Зазор между перегородками в пакете перегородок составляет 0,01…0,1 от их высоты.
Акустическая форсунка (фиг.4) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла 11 и резонатора 12. На корпусе 10 расположено кольцо 13 с конической поверхностью 14, связанное с корпусом, и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 15. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 16, а из него через сопло 11, выполненное в виде кольцевой щели 17 в кольцо 13 навстречу шнековому завихрителю 18, служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из резонатора 12. Жидкость подается из полого стержня 15 со шнековым завихрителем 18 на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки 19, на которую она и вытекает. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости 12, расположенной в стенке кольца 13, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса 10 и кольца 13 со стороны конической поверхности 14, а кольцо 13 расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством его резьбового соединения 21.
Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 17, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом 10 и кольцом 13 калиброванных прокладок 22, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
Пылевая камера работает следующим образом.
2
Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через ввод запыленного газового потока и встречает на своем пути водяную завесу, которая создается водоразбрызгивателями 2 в виде форсунок, чередующихся с пакетом 3 перегородок. Размеры промывной камеры должны быть подобраны так, чтобы скорость движения газов в них составляла от 1,5 до 2,5 м/сек, а время пребывания в камере - не менее 3 сек. Расход воды на промывку газов составляет от 0,2 до 1,0 л/м, при этом гидравлическое сопротивление промывных камер вместе с брызгоуловителями 4 не превышает 300…500 Па. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме, так как гидравлическое сопротивление прохода, образованного отбойными элементами со сквозным отверстием «с» из пакета 3 перегородок на 20% меньше, чем гидравлическое сопротивление выходного патрубка 5 очищенного газа. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующим покрытием находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4). Для удаления шлама применено устройство 7 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного трубопровода. Для интенсификации процесса пылеулавливания корпус 1 камеры установлен на упругие элементы 8, что способствует возникновению колебаний и более интенсивному сходу шлама с пакетов 3, а также усиленной конденсации и сепарации капель в брызгоуловителе 4.
Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 16, где встречает на своем пути резонатор 12, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 11 посредством калиброванного отверстия 20. В результате прохождения резонатора 12 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал полого стержня 15. Из шнекового завихрителя 18 жидкость вытекает в виде пленки на площадку 19, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 14 кольца 13.
Промывная камера может быть применена для очистки от пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха.