УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к гидрообеспыливанию воздуха и может быть использована в любой отрасли промышленности, где применимы мокрые способы очистки вентиляционного воздуха от пыли.
Известно изобретение (SU 1692619, B01D 47/04, опубликовано 23.11.1991 г.), устройство для очистки воздуха, включающее корпус с входным патрубком ввода воздуха и выходным диффузорным патрубком вывода воздуха, дренажными трубками вывода жидкости, генератором пены, внешней и внутренней контактными полостями с сепарационными устройствами, полый параболоидный обтекатель, сообщенный с выходным патрубком, поплавок с шиберной перегородкой.
Наиболее близким техническим решением является полезная модель (патент RU 125090, B01D 47/04, опубликованная 27.02.2013 г.), устройство для очистки воздуха, содержащее корпус с входным патрубком ввода воздуха и выходным диффузорным патрубком вывода воздуха, генератор пены, внешнюю и внутреннюю контактные полости с сепарационными устройствами, полый параболоидный обтекатель, сообщенный с выходным патрубком, отверстие, выполненное в стенке корпуса и соединенное с дренажной трубкой с обратным клапаном и дренажным вентилем, нижняя кромка которого расположена на уровне слоя жидкости.
Однако, конструкция данного устройства не обеспечивает удаление скапливающегося в нижней части внешней контактной полости шлама, что, в свою очередь, не обеспечивает возможности достижения более высокой фракционной эффективности очистки вентиляционного воздуха от пыли.
Задача полезной модели - повышение фракционной эффективности очистки вентиляционного воздуха от пыли.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для очистки воздуха, содержащее корпус с входным патрубком ввода воздуха и выходным диффузорным патрубком вывода воздуха, генератор пены, закручиватель, внешнюю и внутреннюю контактные полости с сепарационными устройствами, полый параболоидный обтекатель, сообщенный с выходным патрубком, отверстие, выполненное в стенке корпуса и соединенное с дренажной трубкой, снабженной обратным клапаном и дренажным вентилем, нижняя кромка которого расположена на уровне слоя жидкости, при этом выше уровня надрезов закручивателя выполнено фланцевое соединение с возможностью периодического извлечения секции устройства и удаления шлама из нижней части внешней контактной полости и ее промывки.
Технический результат. Выше уровня надрезов закручивателя выполнено фланцевое соединение для обеспечения возможности периодического извлечения секции устройства и удаления шлама из нижней части внешней контактной полости и ее промывки, при этом обеспечивается стабилизация смачивающе-связывающих свойств раствора пенообразователя за счет поддержания постоянных значений его поверхностного натяжения и краевого угла смачивания, что приводит к увеличению фракционной эффективности очистки вентиляционного воздуха от пыли.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 - вид сбоку в разрезе, фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1.
Устройство для очистки вентиляционного воздуха от пыли представляет собой вертикальный цилиндрический корпус 1, в котором коаксиально на одном уровне установлены входной 2 и выходной 3 патрубки. Входной патрубок 2 выполнен конфузорным и имеет в верхней части конусное сужение 4 с конусностью 40-60°, края которого врезаны в корпус 1, а в нижней части выполнены надрезы, кромки которых отогнуты и образуют закручиватель 5.
Выходной патрубок 3 выполнен диффузорным и имеет в нижней части плавное расширение 6, которое своими краями тоже врезано в корпус 1. В верхней части выходной патрубок 3 заглушен параболоидным обтекателем 7.
Между стенками корпуса 1 и входного патрубка 2 образована внешняя контактная полость 8, которая соединяется с выходным патрубком 3 полыми лопастями 9. Полые лопасти 9 выполнены спиральными, сегментными в сечении, сужающимися по ходу воздушного потока. Большим сечением каждая лопасть 9 врезана в конусное сужение 4, а меньшим тангенциально в параболоидный обтекатель 7. Кроме того, у каждой лопасти 9 сторона 10, образованная хордой сегмента, обращена к оси корпуса 1 и все они образуют на входе во входной патрубок 2 статический закручиватель, однонаправленный со статическим закручивателем 5.
Полость 8 в нижней части имеет отверстие в стенке корпуса, соединенное с дренажной трубкой 11, на которой установлены дренажный вентиль 12 и обратный клапан 13.
В верхней части корпуса 1, перед параболоидным обтекателем 7 спутно пылевоздушному потоку установлен генератор 14 пенного аэрозоля. Внутренняя контактная полость 15 образована патрубком 2 и выходным патрубком 3.
Корпус устройства имеет фланцы 16, 17 для включения его в сеть воздуховодов.
Выше уровня надрезов закручивателя 5 выполнено фланцевое соединение 18 для обеспечения возможности периодического извлечения секции устройства и удаления шлама из нижней части внешней контактной полости 8, а также ее промывки. Фланцевое соединение 18 для сохранения целостности устройства в местах сопряжения имеет уплотнение 19.
Устройство работает следующим образом.
Запыленный воздух поступает в верхнюю часть устройства, где вступает во взаимодействие с активной частью факела пенного аэрозоля, образуемого генератором 14. Затем он проходит между лопастями 9, закручивается и вихревым потоком проходит через входной патрубок 2, омывая снаружи выходной патрубок 3 через полость 15. При этом происходит интенсивное смачивание и захват частиц пыли диспергированной жидкостью при разрушении пузырьков пенного аэрозоля за счет интенсивного аэродинамического воздействия (вихревые эффекты) и столкновения с конструктивными элементами устройства, вследствие чего в нижней части полости 8 скапливается раствор пенообразователя, избыток которого через отверстие в корпусе 1 поступает в дренажную трубку 11 и с помощью дренажного вентиля 12 выводится из устройства. Для предотвращения попадания воздуха в устройство предусмотрен обратный клапан 13.
Уже в факеле часть пылинок за счет преобладающего воздействия адгезионных и смачивающих сил выделяется из воздушного потока и стекает по стенкам в виде шлама в нижнюю часть устройства. Воздушный поток с оставшимися в нем пылевыми частицами из входного патрубка 2 через статический закручиватель 5 поступает в контактную полость 8 и, проходя над поверхностью пенного раствора, скопившегося в нижней части корпуса 1, создает слой пены.
Частицы пыли, оставшиеся в воздушном потоке, обладающие большой кинетической энергией, удаляются из воздушного потока за счет взаимодействия непосредственно со слоем раствора, а обладающие малой кинетической энергией и подверженные наибольшему влиянию этого потока, выделяются из последнего при взаимодействии со слоем пены.
Воздушный поток из полости 8 поднимается вверх, увлекая за собой часть пузырьков из слоя пены, которые захватывают и удаляют из воздушного потока часть пылевых частиц.
Проходя внутри лопастей 9, конструкция которых способствует, прежде всего, интенсификации процесса взаимодействия оставшихся пылевых частиц с диспергированной жидкостью, а также разрушению пузырьков пены, воздух освобождается от образовавшегося после разрушения пузырьков раствора и шлама за счет уклона нижнего сечения лопастей 9. Очищенный воздух через выходной патрубок 3 выводится из устройства.
Постепенно уровень раствора в нижней части корпуса 1 повышается до тех пор, пока не достигнет нижней кромки отверстия дренажной трубки 11, через которую удаляется избыток раствора. Расход удаляемого раствора регулируется при помощи дренажного вентиля 12. Для предотвращения попадания воздуха в устройство предусмотрен обратный клапан 13. В конечном счете, при стабильной работе устройства обеспечится такое гидравлическое равновесие, когда расход поступающего в полость 8 раствора будет равен расходу удаляемого. В нижней части внешней контактной полости 8 в объеме раствора пенообразователя постепенно увеличивается концентрация захваченных и смоченных частиц пыли, образующих, в конечном счете, шлам. При этом увеличение концентрации частиц пыли в объеме раствора пенообразователя влечет за собой ухудшение его смачивающе-связывающих свойств за счет замещения части объема жидкости (раствора) твердыми частицами (пылью), что приводит к постепенному снижению фракционной эффективности очистки воздуха от пыли. В конечном счете, при полном насыщении объема жидкости (раствора) твердыми частицами (пылью) фракционная эффективность очистки воздуха снижается до 25-35%.
Для периодической регенерации свойств раствора пенообразователя и стабилизации его смачивающе-связывающих свойств за счет поддержания постоянных значений его поверхностного натяжения и краевого угла смачивания выполнено фланцевое соединение 18, обеспечивающее возможность периодического извлечения секции устройства и удаления шлама из нижней части внешней контактной полости 8, а также ее промывки. При этом извлекаемая секция устройства, ограниченная фланцами 17 и 18, после регенерации устанавливается в исходное положение таким образом, что все конструктивные элементы (корпус 1, входной патрубок 2, выходной патрубок 3) сохраняют целостность устройства и в местах сопряжения имеют уплотнения 19, обеспечивая изоляцию внешней контактной полости 8 и внутренней контактной полости 15.
пт
н
3
Проведены исследования фракционной эффективности очистки запыленного воздуха при скорости воздушного потока на входе в устройство V=10,5 м/с, начальной запыленности потока C=400 мг/м, в результате которых установлено, что фракционная эффективность очистки воздуха от тонкодисперсной пыли составила 79,2%.
Таким образом, устройство стабильно обеспечивает высокую фракционную эффективность очистки вентиляционного воздуха от пыли, позволяет экономить производственные площади благодаря тому, что непосредственно встраивается в вентиляционную систему и практически является элементом воздуховода.