ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ-КЛАССИФИКАТОР

Полезная модель относится к области очистки и классификации газопылевых потоков от пыли. Предлагаемый пылеуловитель может быть использован в горной, горноперерабатывающей, химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.
Из уровня техники известен пылеуловитель, включающий корпус, входной патрубок, завихрительное устройство, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, патрубок очищенного газа, приемный бункер для сбора пыли. Подача газопылевого потока производится сверху пылеуловителя через завихритель с неподвижно закрепленными лопатками, при этом обеспечивается постоянное соотношение между скоростями вращательного и поступательного движений (См. Муратова К.М. и др., «Пылеулавливание и классификация в центробежно-инерционных аппаратах», Известия ТулГУ, Науки о Земле, 2014, вып. 4, с. 47-57, /1/ или Чистяков Я.В. и др., «Повышение эффективности отделения мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционных аппаратах пылеулавливания», Известия ТулГУ, Науки о Земле, 2015, вып. 3, с. 42-51, /2/ или Чистяков Я.В. и др., «Основы сепарации мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционном пылеуловителе», Экология и промышленность России, 2016, Т. 20, №8, с. 20-27, /3/).
Указанные аппараты обладают рядом недостатков: высокие энергозатраты на преодоление гидравлического сопротивления, сложность конструкции и управления процессом пылеулавливания и, как следствие, невысокая степень надежности работы аппарата, особенно для улавливания мелкодисперсной пыли.
Наиболее близким к заявленному изобретению является пылеуловитель-классификатор (См. Чистяков Я.В., Муратова К.М., Володин Н.И. «Основы сепарации мелкодисперсной пыли в центробежно-инерционном пылеуловителе», Экология и промышленность России, 2016. Т. 20. №8. С. 20-27, /3/), включающий корпус с размещенным в нем осевым патрубком ввода газопылевого потока сверху пылеуловителя, на конце которого установлено неподвижное завихрительное устройство оригинальной конструкции, выполненное в виде полого диска с жестко закрепленными в нем профилированными лопатками, осевой патрубок вывода очищенного газа, при этом пылеуловитель снабжен экраном в виде цилиндра, расположенным под завихрителем и верхним основанием, укрепленным по наружному нижнему краю диска; наиболее крупные частицы газопылевого потока после выхода из завихрителя за счет центробежных сил со скоростью 15-20 м/с прижимаются к корпусу пылеуловителя и за счет сил тяжести опускаются в приемный бункер.
Недостатком известного пылеуловителя-классификатора является то, что для обеспечения общей высокой эффективности сепарации пыли конструктивно внутренние устройства выполнены неподвижными и нерегулируемыми, что позволяет получить необходимые и не изменяемые при постоянной технологической нагрузке сравнительно высокие угловые вращательные (между корпусом и экраном, ≈15-20 м/с) и линейные (между корпусом и экраном и направленные вниз по направлению действия силы тяжести, ≈2-10 м/с) скорости. Однако сравнительно малая линейная скорость инерционной составляющей сепарации в месте разворота газопылевого потока на 180° и наличие внутренних турбулентных циркуляционных потоков в основном объеме пылеуловителя после разворота газопылевого потока на 180° и вовлечение в эти вихри мелкодисперсной пыли, приводит к снижению общей эффективности сепарации и классификации пыли. Невозможность регулирования соотношением между угловой вращательной и линейной скоростями без изменения технологической нагрузки на аппарат является определяющим для процесса возможности уменьшения вторичного уноса и повышения общей эффективности пылеулавливания и классификации пыли.
Задача предлагаемой полезной модели - создание пылеуловителя-классификатора, позволяющего проводить регулируемый процесс сепарации и классификации пыли из газопылевого потока за счет управления соотношением линейной и угловой вращательной скоростями с возможностью снижения внутренних циркуляционных турбулентных потоков в зоне действия инерционных сил после разворота газопылевого потока на 180°, что в целом приведет к повышению процессов эффективности сепарации газопылевого потока за счет снижения вторичного уноса мелкодисперсной пыли и классификации пыли на фракции.
Поставленная задача решается тем, что в пылеуловителе, включающем корпус, осевой патрубок входа газопылевого потока в завихрительное устройство, патрубок выхода очищенного газа, экран в виде цилиндра, расположенный под завихрительным устройством, приемные бункеры для сбора пыли, подача газопылевого потока производится сверху пылеуловителя через завихрительное устройство, в котором расположены регулируемые закручивающие лопатки, способствующие закручиванию газопылевого потока и позволяющие обеспечить возможность влияния на соотношение между линейной и угловой вращательной скоростями газопылевого потока. Закрепленные на верхнем и нижнем диске завихрительного устройства вогнутые лопатки выполнены подвижными с возможностью поворота вокруг неподвижно установленной оси и имеющие возможность фиксировано поворачиваться на необходимый угол ϕ, не превышающий 45°.
Конструкция пылеуловителя-классификатора.
На фиг. 1 изображено устройство пылеуловителя-классификатора. Пылеуловитель-классификатор состоит из корпуса 1, входного патрубка 2, завихрительного устройства 3 с вогнутыми подвижными лопатками 8, экрана 4, патрубка вывода очищенного газа 5, бункеров для сбора пыли 6, 7. Завихрительное устройство состоит из двух металлических дисков: верхним кольцевым 9 и нижним сплошным 10, соединенных между собой осями 11 вокруг которых поворачиваются на угол ϕ подвижные закручивающие лопатки, имеющие фиксированное крайнее правое и левое положения и обеспечивающие возможность регулирования необходимого соотношения между линейной, направленной между корпусом и экраном сверху вниз скоростью и скоростью углового вращательного движения газопылевого потока между корпусом и экраном.
Пылеуловитель-классификатор работает следующим образом.
Газопылевой поток вводится в верхнюю часть аппарата через входной патрубок 2 и завихрительное устройство 3 с вогнутыми подвижными лопатками 8. Газопылевой поток, опускаясь по спирали вниз, после выхода из пространства между корпусом и экраном поворачивается на 180° и по внутренней спирали меньшего радиуса (между экраном и верхней частью патрубка вывода газа) попадает под завихрительное устройство, а затем, снова изменив свое направление на 180°, уже очищенный газ поступает в патрубок вывода очищенного газа 5. Часть отделившейся пыли попадает в бункер 6, а другая часть под действием сил тяжести попадает в приемный бункер 7. При этом, в зависимости от соотношения между линейными и центробежными скоростями, соотношение размеров (дисперсности) пыли в бункерах 6 и 7 меняется. Изменение соотношения между угловой вращательной и линейной скоростями зависит от величины угла ϕ и может быть выполнено конструктивно несколькими способами и нами здесь не рассматривается. Возможность влияния на общую эффективность процесса сепарации и классификации пыли за счет изменения угла поворота ϕ подвижных лопаток подтверждена как на математической модели, так и экспериментами на лабораторной установке.