БЛОК НОРМАЛИЗАЦИИ ГАЗО-ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

Техническое решение относится к области кондиционирования газо-воздушных смесей, предпочтительно, газо-воздушных смесей, поступающих на биологическую очистку, и может быть использовано в качестве узла предварительной обработки газо-воздушных смесей, поступающих на микробиологическую очистку и дезодорирование.
В рамках настоящего технического решения термин «нормализация» применительно к газо-воздушному потоку будет означать приведение температуры и влажности исходного газо-воздушного потока к заранее заданным значениям при одновременном придании исходному газо-воздушному потоку ламинарного характера течения.
Известен (RU, патент 2363896) аппарат для тепло-влажностной обработки воздуха, содержащий камеру смешения, подогреватель и блок орошения. Известный аппарат состоит из двух ступеней. Первая ступень представляет собой многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками и предназначена для очистки от пыли рециркуляционного воздуха, поступающего из помещения и имеющего положительную температуру, а также для увлажнения воздуха. Первая ступень включает в себя корпус с емкостью для сбора жидкости, в которой расположен насос с фильтром для осуществления рециркуляции жидкости по трубопроводу и подачи ее в блок орошения, который выполнен в виде, по крайней мере, двух круговых трубчатых коллекторов с равномерно распределенными по внутренней поверхности центробежными форсунками. Указанный трубопровод для рециркуляции жидкости содержит регулирующий клапан-смеситель для подключения к системе водоснабжения посредством трубопровода к источнику подачи охлажденной воды от холодильной машины. В нижней части корпуса расположен нижний входной патрубок, а в верхней части - верхний входной патрубок. В патрубках установлены соответственно нижний тангенциальный закручиватель и верхний тангенциальный закручиватель. Выхлопной патрубок соединяет первую ступень устройства со второй ступенью устройства, предназначенной для смешения потоков воздуха, поступающих из первой ступени, с потоком наружного воздуха. Вторая ступень устройства выполнена в виде тепломассообменного аппарата смешения и включает в себя входной патрубок камеры смешения, центробежную камеру смешения, диффузор, конфузор, раскручиватель, выходной патрубок.
Недостатком известного аппарата, предназначенного для приведения характеристик газо-воздушного (смесь воздуха и водяного пара) потока к заранее заданным величинам, состоит в его конструктивной сложности, а также невозможности ламинирования газо-воздушного потока.
Известен также (RU, патент 2264844) струйно-инерционный пылеуловитель, содержащий расположенное под углом к горизонтальной оси щелевое сопло подачи газового потока, ориентированное вниз тангенциально к выпуклой криволинейной поверхности, расположенной с прилеганием к верхней части сопла. Разработанный пылеуловитель дополнительно снабжен дисками, частично погруженными в жидкость, служащую для осаждения крупнодисперсной пыли, расположенными напротив сопла продольно относительно газового потока с обеспечением возможности их вращения в противотоке и осаждения на смачиваемой поверхности мелкодисперсной пыли.
Хотя при работе известного устройства кроме отделения пыли происходит некоторое увлажнение воздуха, известное устройство не пригодно для изменения температуры очищаемого воздуха, а также придания ламинарного движения потоку.
Известна (RU, патент 2090246) конструкция биореактора для очистки воздуха от токсических, вредных и неприятно пахнущих летучих веществ, содержащего корпус, внутри которого на пути потока очищаемого воздуха расположены поддерживающие полки с размещенным на них биокатализатором, систему для поддержания активности биокатализатора, воздуховоды для подвода подлежащего очистке и отвода очищенного воздуха. В качестве биокатализатора использован полимерный носитель объемной пористой структуры с иммобилизованными на нем клетками микроорганизмов, адаптированных к соответствующим загрязняющим веществам, при этом система для поддержания активности биокатализатора снабжена системой регенерации свойств циркулирующего в ней водного раствора минеральных солей, необходимых для поддержания нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, входящих в состав биокатализатора. На входе биореактора установлен блок предварительной обработки обрабатываемой газо-воздушной смеси, состоящий, как правило, из укрепленной в основном или в отдельном контейнере полки с размещенным на ней наполнителем (гравием или кусочками шлака) и системы распыления воды над слоем этого наполнителя. Температуру воды, распыляемой в блоке предварительной обработки газо-воздушной смеси для увлажнения последней, контролируют с целью получения заданных характеристик (температуры и влажности) газо-воздушной смеси, поступающей на биологически активный фильтрующий слой.
Известное устройство также не пригодно для существенного изменения температуры очищаемого воздуха, а также придания ламинарного движения воздушному потоку.
Заявителем не выявлен источник информации, в котором было бы раскрыто устройство, обеспечивающее одновременное регулирование температуры, влажности и степени упорядочения (ламинирования) газо-воздушного потока.
Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции установки нормализации потоков газо-воздушных смесей, состоит в создании устройства, обеспечивающего одновременно регулирование температуры, влажности и степени упорядочения (ламинирования) газо-воздушного потока.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции установки нормализации потоков газовоздушных смесей, состоит в повышении качества их обработки, предпочтительно при прохождении установок микробиологической очистки и дезодорирования.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать блок нормализации газо-воздушного потока. Указанный блок содержит корпус, на котором размещены фланец подачи газо-воздушного потока, фланец вывода газовоздушного потока, в корпусе установлена ось, расположенная поперечно направлению движения газо-воздушного потока и подключенная к приводу вращения, на оси установлены, по меньшей мере, три пластины, расположенные параллельно друг другу, на корпусе размещены средство подачи жидкости в корпус и управляемое средство вывода жидкости из корпуса, в нижней части корпуса расположено управляемое средство изменения температуры жидкости.
Предпочтительно корпус выполнен из материала с низкой теплопроводностью, что уменьшает потери тепловой энергии. Фланцы подключения входящего и выходящего газо-воздушного потока могут быть выполнены любого типа, обеспечивающего герметичное подключение. Количество пластин и их размер зависят от условий эксплуатации блока - расхода очищаемого газо-воздушного потока, уровней температуры и влажности газо-воздушного потока на входе блока. Величина зазора между пластинами также зависит от условий эксплуатации блока. Средства ввода и вывода жидкости из корпуса выполнены с возможностью поддержания уровня жидкости в корпусе выше уровня средства изменения температуры жидкости, но ниже нижних уровней входа и выхода газо-воздушного потока в корпусе. Средство изменения температуры в зависимости от условий применения разработанного блока может нагревать или охлаждать газо-воздушный поток посредством нагрева или охлаждения жидкости в корпусе.
Предпочтительно пластины выполнены из материала с высокой теплопроводностью. Это обеспечивает достаточно быстрый теплообмен между пластинами и жидкостью, заполняющей, по меньшей мере, нижнюю часть корпуса, и между пластинами и проходящим через корпус газо-воздушным потоком.
Преимущественно пластины выполнены из алюминиевого сплава. Это достаточно коррозионно стойкий материал, с высокими теплопроводными характеристиками и невысоким удельным весом, что позволяет использовать пластины значительного объема, но незначительной массы, уменьшающей инерционность системы пластин. Пластины могут быть также выполнены из полимерного композита, содержащего порошкообразный металлический наполнитель. Подобный материал по физическим характеристикам близок к алюминиевым сплавам.
Предпочтительно используют пластины, выполненные в форме диска. Их поверхность, в зависимости от условий применения, может иметь гладкую или рифленую поверхность. Края пластин могут быть выполнены как ровными, так и зубчатыми.
Обычно блок дополнительно содержит средство измерения и поддержания уровня жидкости в корпусе. Для этого может быть использован уровнемер любого типа, выполненный с возможностью открывания/закрывания средства подачи жидкости в корпус и средства вывода жидкости из корпуса.
Блок может дополнительно содержать средство механической очистки поверхности пластин. В процессе эксплуатации на поверхности пластин может появиться слой микроорганизмов, препятствующих передаче тепла от пластин к газо-воздушному потоку. Кроме того, на пластинах может налипнуть слой пылевых частиц из проходящего газо-воздушного потока.
Блок может дополнительно содержать средство стерилизации внутреннего объема корпуса, препятствующее развитию культур микроорганизмов на поверхности пластин и внутренней поверхности корпуса. Для этой цели может быть использовано средство стерилизации любого типа, способное разместиться внутри корпуса.
Для более точного поддержания характеристик выходящего газо-воздушного потока блок может дополнительно содержать средство измерения температуры жидкости. При этом предпочтительно, чтобы указанное средство измерения температуры жидкости было выполнено с возможностью управления средством нагрева жидкости.
Используемое средство изменения температуры жидкости может быть любым. В различных вариантах реализации средство изменения температуры может представлять собой ТЭН, паропровод, водопровод горячей воды, толстопленочный резистор или холодильник любого типа.
Все указанные средства, использующие внешний источник электрической энергии (привод вращения оси, средство подачи жидкости в корпус, управляемое средство вывода жидкости из корпуса, управляемое средство изменения температуры жидкости, средство измерения и поддержания уровня жидкости в корпусе, средство измерения температуры жидкости) подключены к источнику электрического тока, причем, предпочтительно, подключение произведено через блок управления, выполненный на базе микропроцессора.
В базовом варианте разработанный блок может быть использован следующим образом.
Блок размещают между источником газо-воздушной смеси (в частности, вентиляционным выходом из производственного помещения) и средством микробиологической очистки газо-воздушной смеси. Посредством фланцев, расположенных на корпусе, подключают блок к вентиляционной магистрали. Заполняют нижнюю часть корпуса жидкостью, предпочтительно, водой. Включают средство изменения температуры воды. После достижения жидкостью необходимой температуры включают привод вращения пластин и подачу обрабатываемой газо-воздушной смеси. В процессе прохождения обрабатываемой газо-воздушной смеси через корпус с вращаемыми пластинами происходит нормализация газо-воздушного потока.